INDICE

TEMA PGINA

OBJETIVOS __________________________________________________________ 1

INTRODUCCION ____________________________________________________ 1

MARCO TEORICO ___________________________________________________ 2,3,4,5

DESARROLLO EXPERIMENTAL ____________________________________ 6,7

DIAGRAMA DE BLOQUES __________________________________________ 8

DATOS EXPERIMENTALES Y CALCULOS ________________________ 9

CUESTIONARIO ____________________________________________________ 10, 11, 12

CONCLUSIONES ___________________________________________________ 13

OBSERVACIONES __________________________________________________ 14

BIBLIOGRAFIA _____________________________________________________ 15

OBJETIVO Identificaremos los componentes de algunos tipos de celdas electroqumicas galvnicas (primarias y secundarias) y electrolticas. Determinaremos el potencial estndar de celdas formadas por diferentes pares metlicos Determinaremos la masa de hidrogeno y oxigeno generados en una celda electroltica

INTRODUCCIONEn este experimento primero se lijaron los electrodos, posteriormente les quitamos excesos con agua de la llave y acetona. Posteriormente se introdujeron los electrodos al vi trolero para crear el puente salino; En cada vitrolero con la solucin dada se coloc sulfato de zinc y cobre. Para despus poder conectar los electrodos al voltmetro con ayuda de los cables caimn de tal manera que el cobre se colocara con la terminal roja y los dems metales con la terminal negra, ajustamos el voltmetro en la escala de 2 volts, se encendi y se registr el voltaje correspondiente a la celda.

MARCO TERICO1.DEFINICIN:Una celda electroqumica de corriente continua es un dispositivo capaz de obtener energa elctrica a partir de reacciones qumicas o bien de producir reacciones qumicas a travs de la introduccin de energa elctrica. Consta de dos conductores elctricos llamadoselectrodos,cada uno sumergido en una disolucin adecuada de electrlito. Para que circule una corriente en una celda es necesario: 1 Que los electrodos se conecten externamente mediante un conductor metlico. 2 Que las dos disoluciones de electrlito estn en contacto para permitir el movimiento de los iones de una a otra 3 Que pueda tener lugar una reaccin de transferencia de electrones en cada uno de los dos electrodos.

En la siguiente figura se esquematiza una celda electroqumica sencilla:

Consiste en dos electrodos uno de zinc y otro de cobre, sumergidos en sus respectivas disoluciones de sulfato (el electrodo de Zinc sumergido en una disolucin de sulfato de Zinc y el de cobre en una de sulfato de cobre). Ambas disoluciones se unen por un puente salino, que consiste en un tubo relleno de una disolucin saturada de cloruro de potasio (se puede emplear otro electrlito). Los extremos del tubo se tapan con unos tapones porosos que permiten el paso de iones pero no de lquido. De esta forma, a travs del puente se mantiene el contacto elctrico entre las dos celdas a la vez que permanecen aisladas la una de la otra.La celda de la figura de arriba contiene lo que se denominados uniones lquidas, siendo la primera la interface entre la disolucin del sulfato de cinc y el puente salino; la segunda est en el otro extremo del puente salino donde la disolucin de electrlito del puente contacta con la disolucin de sulfato de cobre. En cada una de esas interfaces se desarrolla un pequeo potencial de unin, el cual puede llegar a ser importante.

2.CONDUCCIN EN UNA CELDA:

La carga es conducida por tres procesos diferentes en las distintas pares de la celda mostrada en la figura anterior:

a) En los electrodos de cobre y cinc, as como en el conductor externo, los electrones sirven de portadores, movindose desde el cinc, a travs del conductor, hasta el cobre.

b) En las disoluciones el flujo de electricidad implica la migracin tanto de cationes como de aniones. En la semicelda de la izquierda, los iones cinc migran alejndose del electrodo, mientras que los iones sulfato e hidrgeno sulfato se mueven hacia l; en el otro compartimento, los iones cobre se mueven hacia el electrodo y los aniones se alejan de l. Dentro del puente salino, la electricidad es transportada por migracin de los iones potasio hacia la derecha y de los iones cloruro hacia la izquierda. Por tanto, todos los iones en las tres disoluciones, participan en el flujo de electricidad.

c) En las superficies de los dos electrodos tiene lugar en tercer proceso, que consiste en una reaccin de oxidacin o una reduccin que que proporcionan un mecanismo mediante el cual la conduccin inica de la disolucin se acopla con la conduccin electrnica del electrodo para proporcionar un circuito completo para el flujo de carga. Estos dos procesos de electrodo se describen mediante las ecuaciones:

Zn(s) ==== Zn2++ 2e-

Cu2++ 2e-==== Cu(s)

La siguiente figura resume todo lo dicho hasta ahora sobre las celdas electroqumicas:

3.CORRIENTES FARADAICAS Y NO FARADAICAS:

Dos tipos de procesos pueden dar lugar a corrientes a travs de una interface electrodo/disolucin. Uno de ellos implica una transferencia directa de electrones va una reaccin de oxidacin en un electrodo y una reaccin de reduccin en el otro. A los procesos de este tipo se les llama procesos faradaicos porque estn gobernados por la ley de Faraday que establece que una reaccin qumica en un electrodo es proporcional a la intensidad de corriente; las corrientes resultantes se denominan corrientes faradaicas. En caso contrario se denominan corrientes no faradaicas.

Para comprender la diferencia bsica entre una corriente faradica y no faradaica se puede imaginar un electrn viajando a travs del circuito externo hacia la superficie del electrodo. Cuando ste alcanza la interface de la disolucin puede suceder:

a) Que permanezca en la superficie del electrodo y aumente la carga de la doble capa , lo que constituira una corriente no faradaicab) Abandonar la superficie del electrodo y transferirse a una especie en la disolucin , convirtindose en parte de una corriente faradaica.

4.CELDAS GALVNICAS Y ELECTROLTICAS:

A)Las celdas galvnicasson aquellas que funcionan de forma que producen energa y las reacciones en los dos electrodos tienden a transmitir espontneamente produciendo un flujo de electrones desde el nodo hasta el ctodo (este flujo de electrones se denomina corriente y corresponde a la velocidad de transferencia de la electricidad). Tambin se las conoce como clulas voltaicas.

En las clulas galvnicas se origina inicialmente una diferencia de potencial que disminuye a medida que transcurre la reaccin, de tal modo que cuando se alcanza el equilibrio este potencial se hace cero. El potencial de la pila corresponde a la diferencia entre los potenciales de las dos semiclulas (del nodo y del ctodo)

Etotal=ECtodo-Enodo

Siendo E el potencial correspondiente. En las celdas galvnicas la reaccin se produce espontneamente, es decir, el potencial E de la pila es positivo.

B)Las celdas electrolticasson, por el contrario, aquellas que consumen energa elctrica, o lo que es lo mismo, , necesita una fuente de energa elctrica externa. As, una celda galvnica puede funcionar como una celda electroltica si se conecta el terminal positivo de una fuente de alimentacin de corriente continua al electrodo de cobre (con un potencial superior al de la pila galvnica) donde se va a producir la oxidacin (nodo), y el terminal negativo de la fuente al electrodo donde tiene lugar la reduccin (ctodo).

En las celdas electrolticas se necesita aplicar un potencial para que se produzca la reaccin por lo que el potencial de la pila es negativo.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

MATERIAL

SUSTANCIA H2SO4

EQUIPO Vasos de presipitados de 100 ml 1 lija 1 bote con tapa Multmetro Electrodos

PROCEDIMIENTO

1. Se lijaron los electrodos, posteriormente les quitamos excesos con agua de la llave y detergente.

2. Se introdujeron los electrodos al vi trolero para crear el puente salino

3. En cada vitrolero con la solucin dada se coloco sulfato de zinc y cobre

4. Se conectaron los electrodos al voltmetro con ayuda de los cables caimn de tal manera que el cobre se colocara con la terminal roja y los dems metales con la terminal negra .

5. Ajustamos el voltmetro en la escala de 2 volts, se encendi y se registr el voltaje correspondiente a la celda

6. Este proceso se repeta cambiando el tipo de meta

7. Se ajust el voltmetro en la escala de 2 volts, se encendi y se registr el voltaje correspondiente a la celda

8. Finalmente se regreso la solucin electroltica a un recipiente

9. Se introdujeron los electrodos al vi trolero para crear el puente salino

DIAGRAMA DE BLOQUES

Colocar sulfato de zinc y cobre en la solucinIntroducir los electrodos al vi troleroLimpiar los electrodos

Ajustar el voltmetro y registrar voltajeConectar los electrodos al voltmetroEl cobre siempre con la terminal roja del voltmetro

Repetir el proceso con los diferentes metales

DATOS EXPERIMENTALES Y CALCULOS

Cu//Sn = 0.449 volts Cu//Al = 0.573 volts Cu//Pb = 0.334 voltspH (H2SO4) = 1

CUESTIONARIO 1. Llene la siguiente tabla No. 1VoltajePar metlico

0.334COBRE-FIERRO

0.449ESTAO-COBRE

0.573COBRE-ALUMINIO

1. Escriba del par metlico quien es el ctodo y nodoEl par Aluminio-Cobre (Al-Cu) el nodo es el Al por ser el mayor positivo y el Sn es el ctodoEl par Cinc-Cobre (Zn-Cu) el nodo es el Zn por ser el mayor positivo y el Sn es el ctodoEl par Aluminio-Cinc (Al-Zn) el nodo es el Al por ser el mayor positivo y el Zn es el ctodo1. Escriba las semireacciones de cada par metlico, la reaccin global y el diagrama de la celda

Diagrama de celda Zn Zn2+ (1.0 M) Sn4+ (1.0) M SnAl Al3+ (1.0 M) Sn4+ (1.0) M SnAl Al3+ (1.0M) Zn2+ (1.0M) Zn

Reaccin global

nodo Al0-----Al3+ 3e (oxidacin)Ctodo Sn4++4e------Sn0 (reduccin) Al+ Sn4+------Al3++Sn (oxido-reduccin)

nodo Zn0------Zn2+ + 2e (oxidacin)Ctodo Sn4++4e-----Sn0 (reduccin) Zn +Sn4+------Zn2++Sn (oxido-reduccin)

nodo Al0-----Al3+ +3e (oxidacin)Ctodo Zn2++2e------Zn0 (reduccin) Al + Zn2+-----Al3+ + 2n (oxido-reduccin)

1. Determine los potenciales estndar de las celdas construidas, utilizando las tablas de potencial estndar(Sn-Al)E0celda = (1.662-(-0.13))= 1.792 V(Sn.-Zn)E0celda = (0.7633-(-013)= 0.89 V(Al-Zn)E0celda = (1.662-(0.7633))= 0.89V

Experimento II1. Llene la siguiente tabla No.2I(mA)Voltaje(mV)t (min)Vol. Desplazado(mL)H2Altura h1(cm)

0.219.51 2.59

1. Escriba las semireacciones de cada electrodo y la reaccin total.Reaccin del H2O en el ctodo:4H+ (ac) +4e---------2H2 (g)Oxidacin del agua en nodo:2H2O (1) --------O2 (g) + 4H++ 4e-La reaccin neta de la celda es:2H2O (1) --------2H2 (g)+O2 (g)

1. Determine la cantidad de hidrogeno y oxigeno usando la primera ley de Faradaym= (Q (PM))/ (n F)Q= I * Q= 0.21(3600) = 756PM= 2+64+118.7= 184.7m= (0.756C (184.7mol))/(4(96500C))=3.617*10-4

1. Determine la cantidad de hidrogeno y oxigeno usando la ley de los gases idealesm=(PiV(PM))/RT= (0.7421atm(2.5*10-3 )L(184.7mol))/(0.082Latm/molK(298K))= m= 0.01402molPT= PH2+PH2O PH2=PT+PH2O=585mmHg-20mmHg=564mmHg

1. Mencione otras dos ejemplos de celdas primarias y secundarias, donde se indique el ctodo, el nodo y las soluciones electrolticasEjemplo de bateras de pilas secas o de acumuladores, si se trata de aparatos porttiles o vehculos automviles.Una pila transforma la energa qumica en energa elctrica; parte de esa energa qumica se transforma en calor (energa calorfica) y el resto en corriente elctrica. Existen dos clases de pilas: la primaria, cuya carga no puede renovarse cuando se agota, excepto reponiendo las sustancias qumicas de que est compuesta, y la secundaria, que s es susceptible de reactivarse sometindola al paso ms o menos prolongado de una corriente elctrica continua, en sentido inverso a aqul en que la corriente de la pila fluye normalmente. La pila seca comn que se emplea, por ejemplo, en las lmparas porttiles es una pila primaria.1. Dibuje un acumulador indicando los electrodos

CONCLUSINLa prctica que se realiz confirmo el conocimiento sobre electroqumica y las celdas galvnicas.Una pila de 1,5 voltios vendra siendo una celda electroqumica. Una pila es una celda galvnica simple, y una batera est hecha de varias celdas conectadas en serie.En conclusin las celdas galvnicas las vemos cotidianamente, como en la electricidad, al igual que la electrolisis, ya que gracias a estos procesos se fabrican sustancias que se utilizan cotidianamente.

CONCLUSIONThe practice was conducted confirm knowledge of electrochemical and galvanic cells.A 1.5 volt battery would be an electrochemical cell. A stack is a simple galvanic cell, and a battery is made of several cells connected in series.In conclusion we see the daily galvanic cells, such as electricity, like electrolysis, and thanks to these processes are used substances produced daily.

OBSERVACIONESEste experimento fue muy sencillo y nos ayud a reafirmar nuestros conocimientos acerca de la electroqumica y para realizarlo no tuvimos ninguna complicacin ya que esta vez contbamos con todo el material y el tiempo adecuado para realizarlo. Solo algunos compaeros tuvieron algunos problema al ocupar el multmetro, ya que al no colocar adecuadamente sus electrodos no marcaba con precisin los volts.

COMMENTSThis experiment was easy and helped us to reaffirm our understanding of electrochemistry and realize he did not have any complications because this time we had all the material and the right time to do it. Only a few companions had some problem to fill the meter, since not properly position the electrodes not marked accurately volts.

BIBLIOGRAFA

http://www.ciens.ucv.ve/eqsol/Electroquimica/Libros/celdas%20galvanicas.pdf http://laquimicaylaciencia.blogspot.mx/2011/03/1-celdas-electroquimicas.html

Pgina | 11