10 Pr Ctica Electrolisis


DÉCIMA PRIMERA PRÁCTICA

ELECTROQUÍMICA
CELDAS Y ELECTROLISIS

11.1. OBJETIVOS:
Estudiar de los procesos de interconversión de energía química en eléctrica y viceversa.
Llevar a cabo un estudio comparativo del poder oxidante de distintos pares redox, a través de la construcción de pilas galvánicas preparadas a partir de distintos pares redox, o semiceldas.
Aprender sobre la electrolisis y suutilización para la producción de algunas materias primas.

11.2. MARCO TEÓRICO:
La reacción de desplazamiento de un metal por otro, se basa en la transferencia de electrones de átomo de un metal (el que desplaza) al ion del otro (el desplazado). Por ejemplo en la serie Zn, Fe, Cu, Ag, cada metal desaloja al subsiguiente de sus sales, mientras que el proceso inverso no se produce. Esto indicaque, del Zn a la Ag, decrece la tendencia del metal a ceder electrones, es decir, aumenta la potencia de los vínculos que retienen a los electrones en el metal.
El proceso de interacción del zinc con el cobre, mencionado líneas arriba, se puede dividir en dos etapas:

Zn = Zn++ + 2e- y 2e- + Cu++ = Cu

Es evidente que si la transferencia de electrones se pudieraefectuar, no en forma directa, sino a través de un conductor eléctrico, por el cual, del zinc al cobre pasaría una corriente de electrones, es decir, corriente eléctrica.
Una celda voltaica aprovecha la electricidad de la reacción química espontánea para encender un foco pequeño, es decir, convierte o produce energía potencial química en energía eléctrica, todo esto a partir de una reacción redox. Laprincipal característica de la celda voltaica es la pared porosa que separa las dos soluciones evitando que se mezclen pero permite que los iones la atraviesen.

En cambio la celda electrolítica es una celda que consume energía eléctrica.

Una celda voltaica es capaz de comportarse como una pila galvánica. Cuando los dos electrodos son conectados por un hilo se produce energía eléctrica, y tienelugar un flujo espontaneó de electrones, por ejemplo, desde el electrodo del zinc al electrodo del cobre. Esta celda también puede ser manejada como una celda electrolítica. Para esto sería necesario introducir en el circuito externo una batería (o mínima energía eléctrica a través de un transformador) para forzar a los electrones a fluir en la dirección opuesta a través de la celda. Bajo estascircunstancias, el zinc se depositaría y el cobre se disolvería; estos procesos consumirían energía eléctrica externa.












11.3. MATERIALES Y REACTIVOS:

MATERIALES
Implementos para armar un equipo galvánico
Vasos de precipitación pequeños
Puente electrolítico**
Láminas o alambre de cobre, hierro, zinc
Láminas angostas de zinc, hierro, estaño, plomo y cobre.
Alambre delgado
Lija para metalFuente eléctrica de 3 – 12 voltios. (obtenida con transformador conectado a un tomacorriente)
Tubos en “U”
Electrodos de grafito (obtenidos de pilas de 2 voltios)


REACTIVOS
Fenolftaleína
Engrudo de almidón recientemente preparado
Solución de ZnSO4 1M
Solución de CuSO4 1M
Solución de AgNO3 0.1N
Solución de H2SO4 2N y 4N
Solución de KI 0.1N
Solución de Na2SO4 0.5N
Solución de FeSO4 0.5NSolución de Pb(CH3COO)2 0.5N
Solución de SnCl2 0.5N


**El puente electrolítico se prepara de la siguiente manera: El tubo en “U” se llena con solución caliente de cloruro de potasio, en el cual se añade agar-agar al 0.2%, cuando se enfría la solución se torna gelatinosa, entonces se puede preparar el puente para el experimento.

11.4. PARTE EXPERIMENTAL
EXPERIMENTO N°1: DETERMINACION CUALITATIVA DE LADIFERENTE ACTIVIDAD QUIMICA DE LOS METALES.
Separar 6 tubos de prueba limpios, agregar a cada uno de ellos 15 - 16 gotas de cada una de las siguientes soluciones: sal de cobre(II), sal de hierro(II), sal de plomo (II), sal de plata, sal de estaño (II) y sal de zinc. En todas las soluciones, a excepción de la solución con la sal de cobre, agregar por 2-3 minutos una laminilla (o alambre) de cobre...