Carga electrica del electron

INTRODUCCIÓN.
A principios del siglo pasado se descubrió que toda la materia está constituida de pequeñas llamadas átomos, también a finales del siglo pasado se descubrió que estos átomos tenían una estructura interna compleja que involucraba partículas cargadas positiva y negativamente. Las partículas negativas llamadas por Jonsthone en 1896 electrones (del griego Electra = ámbar) reunió unsinnúmero de investigadores en Inglaterra y Alemania para determinar la identidad y propiedades de esta partícula subatómica. Primero Thomson en Inglaterra (1897) y luego Millikan en E.U. (1906) caracterizaron las propiedades del electrón determinando su carga y masa. Ellos realizaron experimentos tan sofisticados para su tiempo que les valió el Premio Nobel de Física. Hoy con mayores recursos paracontrolar y medir las variables es posible en un laboratorio escolar determinar estas cualidades fundamentales de la materia.
Requisitos.
a).- La cantidad de electrones que fluyen durante la electrólisis (corriente) debe ser medida con alta precisión, esto se consigue con un amperímetro digital.
b).- Los electrodos no deben reaccionar durante la oxidación del oxigeno
(20-2 → 02 + 4e-), por esodeben usarse electrodos de platino.
c).- El número de electrones que fluye durante la electrólisis debe ser en lo posible invariable con el tiempo (corriente constante). Esto se resuelve con el coulombímetro que a voltaje constante controla el número de electrones por segundo (amperaje).

REACCIONES
Cátodo (-) 2H+ + 2e- → H2
Ánodo (+) 20-2 → O2 + 4e-

OBJETIVOS
1.- Montar un equipo deelectrólisis, obtener oxígeno e hidrógeno, medir la carga eléctrica, calcular el número de moles de hidrógeno y oxígeno, determinar el número de electrones y calcular la carga eléctrica de cada electrón.
2.- Conocer: el fenómeno de ¡a electrólisis, las leyes de Faraday sobre la electrólisis, la corriente eléctrica en amperes, el voltaje y !a carga eléctrica de la electrólisis, el concepto de mol, elconcepto de peso equivalente, el número de Avogadro, experimento de Millikan.
3.- El estudiante adquiere un modelo del átomo en el sentido de que ellos contienen electrones que son la unidad de carga eléctrica, y este conocimiento es la base del avance tecnológico del siglo XX y hasta nuestros días.

MATERIAL
Voltámetro de Hoffman
Electrodos de platino

1 Coulombímetro
1 multímetrodigital
Conexiones
Termómetro.

REACTIVOS
Acido sulfúrico al 12%
Agua destilada

PARTE EXPERIMENTAL
1.- Preparar la solución de ácido sulfúrico al 12 % en peso. Recibir instrucciones del profesor.
2.- Llenar el voltámetro de Hoffman.
3.- Conectar el multímetro, el coulombímetro y el voltámetro de Hoffman en serie
4.- Ajustar la corriente eléctrica a aproximadamente 75 mA.
5.- Con el botónde encendido del Coulombímetro empezar la reacción y tomar el tiempo, durante 10 minutos. Cada minuto se registrarán los mA que marque el amperímetro.
6.- AI terminar la reacción se registra la temperatura y se mide el volumen de H2 y del 02.
DATOS EXPERIMENTALES
Tiempo (minutos) | Miliamperes |
1 | 75.6 |
2 | 75.6 |
3 | 75.6 |
4 | 75.6 |
5 | 75.6 |
6 | 75.7 |
7 | 75.6 |
8 |75.7 |
9 | 75.6 |
10 | 75.7 |
| | |
Promedio (mA) | | 75.63 |

DATOS PARA HACER LOS CÁLCULOS

Presión Atmosférica | 585 mm de Hg (presión atmosférica en Puebla) |
Volumen de hidrógeno | 7.5 mL |
Temperatura de la solución | 24ºC |
Tiempo de duración del experimento | 10 minutos |
Constante universal de los gases | 0.082 (1.atm/K.mol) |
Promedio de mA de las 15 mediciones |75.63mA |
Número de Avogadro | 6.02X1023 |

1.- Determinar el número de Moles de hidrógeno y el número de Moles de oxígeno.
2.- Calcular el número de Moles de electrones que gana el hidrógeno y que pierde e! oxígeno.
3.- Calcular el Número de electrones a partir del Numere de Avogadro.
4.- Determinar la Carga eléctrica de la electrólisis, considerando que por definición:
1 Coulomb = 1...