INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA
MECANICA Y ELECTRICAINGENIERIA EN COMUNICACIONES Y ELECTRNICA
PRCTICA # 4 ELECTROQUMICATURNO: MATUTINO
GRUPO: 1CM12 N DE EQUIPO: # 3
INTEGRANTESRUIZ TREJO AXOCHIATL ARMINDA REYNA SOTO ALEXIS OMAR
VALDEZ VAZQUEZ DIEGO ARMANDO BALDOBINOZ PAOLA
PROFESOR: ABEL BETANZOS CRUZ FECHA DE REALIZACIN:
30-enero-2015
OBJETIVO: El alumno aplicar los conocimientos de Electroqumica,
para obtener un electro depsito, con los materiales proporcionados
en el laboratorio de Qumica.
CONSIDERACIONES TERICAS La electroqumica estudia los cambios
qumicos que producen una corriente elctrica y la generacin de
electricidad mediante reacciones qumicas. Los relojes digitales,
los encendidos automviles, las calculadoras de bolsillo y los
marcapasos cardiacos son algunos dispositivos que dependen de la
potencia electroqumica. Muchos metales se purifican o plantean en
joyera mediante mtodos electroqumicos. La corrosin de los metales
es un proceso electroqumico. La cantidad de energa elctrica que se
consume o se produce puede determinarse con bastante precisin. En
todas las reacciones electroqumicas hay transferencia de electrones
y por tanto, son reacciones de xido - reduccin. Los procesos
electroqumicos requieren algn mtodo para introducir una corriente
de electrones en un sistema qumico reaccionante y algn otro mtodo
para retirar a los electrones. El sistema de reaccin se encuentra
en el interior de una celda, y la corriente elctrica penetra o sale
mediante los electrodos. Los sitios de oxidacin y reduccin se
encuentran separados fsicamente, de manera que la oxidacin se
produce en un electrodo muestras que la reduccin se produce en
otro.
ELECTROQUIMICA
Figura 21-1 El movimiento de iones a travs de una solucin es una
corriente elctrica. Esto explica la conductividad inica
(electroltica). Los iones con carga positiva emigran hacia el
electrodo negativo, mientras que los iones con carga negativa
emigran hacia el electrodo positivo. La velocidad de emigracin se
exagera mucho en este casi para mayor claridad. Las velocidades
inicas son en realidad poco mayores que las velocidades moleculares
aleatorias. Hay dos tipos de celdas electroqumicas: 1. Celdas
Electrolticas: Son aquellas en las cuales la energa elctrica que
procede de una fuente externa provoca reacciones qumicas no
espontaneas. 2. Celdas Galvnicas: Son aquellas en las cuales se
pueden deducir las reacciones de los electrodos y las reacciones
totales. CONDUCTIVIDAD ELECTRICA La corriente elctrica representa
transferencia de carga. La carga puede conducirse a travs de
electrlitos lquidos puros o soluciones que contengan electrlitos a
travs de metales. Este ltimo tipo de conduccin se llama conduccin
metlica En ella hay flujo de electrones sin que haya flujo similar
de tomos del metal y sin cambios evidentes en dicho metal. La
conductividad inica o electroltica se refiere a la conduccin de
corriente elctrica por el movimiento de iones a travs de una
solucin o un lquido puro. Los iones con carga positiva migran hacia
el electrodo negativo, mientras que los iones con carga negativa se
mueven hacia el electrodo positivo. Ambos tipos de CELDAS
ELECTROLITICAS Conduccin, inica y metlica, se efectan en las celdas
electroqumicas (vase Fig. 21-1).ELECTRODOS Los electrodos son
superficies sobre las cuales se producen las semirreacciones de
oxidacin o reduccin. Pueden o no participar en las reacciones. Los
que no reacciones se llaman electrodos inertes. Sin importar el
tipo de celda, electroltica o voltaica, el ctodo se define como el
electrodo en el cual se produce la reduccin porque algunas especias
fanas electrones. El nodo se define como el electrodo en el cual se
produce la oxidacin, porque algunas especies pierden electrones. En
algunas celdas electroqumicas se producen reacciones qumicas no
espontaneas al proporcionarles energa elctrica. Este proceso se
llama electrolisis.Una celda electroltica consta de un recipiente
para el material de reaccin con electrodos sumergidos dentro de
dicho material conectados a una fuente de corriente directa. Con
frecuencia se emplean electrodos inertes para que no reaccionen.
LEY DE FARADAY En 1832-33, los estudios realizados por Michael
Faraday acerca de la electrolisis le permitieron sacar la siguiente
conclusin:La cantidad de sustancia que experimenta oxidacin o
reduccin en cada electrodo durante la electrolisis es directamente
proporcional a la cantidad de electricidad que atraviesa la
celda.Esta es la Ley de Faraday. Un unidad cuantitativa de
electricidad se conoce en la actualidad como Faraday. Es la
cantidad de electricidad que reduce un peso equivalente de una
sustancia en el ctodo y oxida a un peso equivalente de la misma en
el nodo. Esto corresponde a la ganancia o prdida y por tanto, al
paso de 6.022x1023 electrones. La unidad elctrica ms pequea que se
emplea con frecuencia en fsica y en electrnica es el coulomb . Un
coulomb se define como la cantidad de carga que atraviesa un punto
determinado cuando se hace fluir un ampere (A) de corriente
elctrica durante un segundo. Un ampere de corriente es igual a un
coulomb por segundo. Un Faraday es igual a la carga de 96487
coulomb. La Ley de Faraday tambin puede enunciarse como sigue:
Durante la electrlisis, un Faraday reduce y oxida, respectivamente,
un peso equivalente de los agentes oxidante y reductor.
MATERIAL 1 Celda de acrlico transparente. 1 Electrodo de Nquel
(nodo) 3 Electrodos de Cobre (ctodo) Material poroso (corcho). 1
Fuente de alimentacin de 0 a 30 Volts. 2 Pares de conexiones con
caimanes 1 Mechero de Bunsen, anillo y tela con asbesto. 1 Pinzas
largas 1 Pinzas para caso de precipitados 1 Agitador de vidrio1
Termmetro 1 Vaso de precipitados de 250 cm31 Vaso de precipitados
de 500 cm3Algodn
REACTIVOS Solucin de NiSO4 * 6H2OSolucin de H2SO4(1:1)Agua
destilada
PROCEDIMIENTO PRIMERA PARTE 1. Preparar los electrodos de Cobre:
el decapado se realiza introducindolos por unos segundos en la
solucin de H2SO4(1:1). Realizar esta operacin con precaucin,
utilizando las pinzas largas para manipular los electrodos y
lavarlos con agua destilada, secarlos bien.
2. Instalar la cuba si solucin, colocando el nodo dentro de la
mismo.
3. Calentar la solucin de Sulfato de Nquel ( NiSO4 * 6H2O ) a
una temperatura de 60 C. Al alcanzar la temperatura, retirarla con
las pinzas y vaciar aproximadamente 200 ml de solucin en la cuba de
acrlico. 4. Introducir el electrodo de Cobre (Ctodo), e
inmediatamente colocar las conexiones de caimanes en el lugar
correspondiente. 5. Hacer circular corriente elctrica durante 30
segundos, con un voltaje de 6 volts, en la celda electroltica,
desconectar despus de transcurrido el tiempo indicado. Observar y
tomar nota.
SEGUNDA PARTE 1. Preparar otro electrodo de Cobre como en la
primera parte (puntos 2 y 3).
2. Acercar el ctodo de 1 a 2 pulgada de separacin con el nodo,
hacer circular corriente elctrica durante 30 segundos y un voltaje
de 6 Volts, despus extraer el electrodo de la solucin. Observar y
tomar nota.
TERCERA PARTE 1. Preparar el tercer electrodo de Cobre como la
primera parte repitiendo los pasos dos tres.
2. Instalar al centro de la cuba y dentro de la solucin caliente
el material poroso. Posteriormente hacer circular una corriente
elctrica de 6 volts durante 30 segundos, observar y tomar nota, al
terminar apagar la fuente de corriente.
3. Lavar el material y vaciar la solucin de la cuba ( Sulfato de
Nquel ) Al caso de precipitados de 500 cm 3. Limpiar perfectamente
los electrodos de cobre. NOTA: Si el tiempo del depsito es
excesivo, se observara que se forman lengetas en el ctodo, debido a
una densidad de corriente muy alta. AL TERMINAR APAGAR LA FUENTE.
RESULTADOS
OBSERVACIONES CUESTIONARIO 1. Indique todo lo que se requiere
para que exista depsito en el ctodo. Se requiere un nodo, el cual
se oxidar y los electrones viajaran a travs de una sustancia
electroltica donde una celda de energa (externa) convierte los
reactivos de menor energa en productos de mayor energa.2. Escriba
las reacciones que se llevan a cabo en los electrodos. En la celda
electroltica ocurre una transferencia de electrones y el proceso de
reduccin y oxidacin ocurren al mismo tiempo; en el nodo ocurre una
semi-reaccin de oxidacin, mientras que en el ctodo ocurre una
semi-reaccin de reduccin
3. Qu funcin tiene la Fuente de Poder en la prctica? Se usa la
energa elctrica para activar una reaccin no espontnea. En la celda
de reaccin, la energa elctrica de una fuente de energa externa,
convierte los reactivos de menor energa en productos de mayor
energa.Da energa a la solucin para que el nodo se pueda ionizar y
se oxide permitiendo el flujo de electrones al ctodo.
4. El paso de un faradio Qu ocasiona?
Que se deposite o se desprenda un equivalente qumico de
cualquier sustancia. Un cambio qumico en la electrolisis al ver
mayor la cantidad, ms rpida ser la electrolisis.5. Qu efecto tiene
el acercar el ctodo al nodo? La niquelacin se produce de manera
poco ms rpida debido a que la distancia que recorren los electrones
es menor.6. Qu efecto se logra al introducir un material poroso en
el centro de la solucin (separando el nodo y el ctodo)?La velocidad
de ionizacin tambin aumenta pues la pared porosa solo permite el
paso de electrones del nodo al ctodoRetrasa el efecto porque el
material poroso no deja que la sustancia circule.7. Cul es la
diferencia entre una celda electroltica y una celda galvnica? -La
celda Electroltica tiene una fuente de poder y la celda galvnica
tiene un circuito elctrico.-La celda Electroltica tiene solo una
solucin electroltica y la celda galvnica tiene dos.-La celda
Galvnica tiene una membrana porosa o un puente salino y la
electroltica no.
8. Por qu se requiere hacer un decapado precio en las muestras?
Es necesario para que las muestras estn libres de impurezas, as
estas no afectaran el funcionamiento del experimento.9. Cul es el
efecto de la concentracin de la solucin en la parte experimental?
Es importante debido a que permite el traslado de los iones de
Nquel, que son los que se adhieren a la placa de cobre para formar
el Niquelado.
CONCLUSIONES Con lo observado en la realizacin de esta prctica
pude concluir que la electroqumica y sus procesos estn presente
casi siempre en nutra vida cotidiana solo que no les tomamos en
cuanta, ya que tan solo cualquier aparato con pilas o acumuladores
llevara a cabo una reaccin electroqumica para producir
electricidad. Igualmente se pudo observar ms especficamente el
proceso o funcionamiento de un electro deposito, ya que con los
materiales que se emplearon y el uso de la corriente elctrica se
produjo un fenmeno de xido reduccin en el electrolito empleado.
BIBLIOGRAFIA
1. John S. Philips, Vctor S. Strozar, Cheryl Wistrom y Dinah
zike, Qumica conceptos y aplicaciones tercera edicin, Mc Graw Hill,
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2. Qumica la ciencia central, Autores: Theodore L. Brown, LEMAY
BURSTEN MURPHY; Editorial: PEARSON; Decimoprimera edicin; Pginas:
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3. Qumica; Autor: Raymond Chang; Editorial: Mc Graw Hill,
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