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, pginas:586-614

2. Qumica la ciencia central, Autores: Theodore L. Brown, LEMAY BURSTEN MURPHY; Editorial: PEARSON; Decimoprimera edicin; Pginas: 842-883

3. Qumica; Autor: Raymond Chang; Editorial: Mc Graw Hill, Pginas: 859-869Pgina 12