Electroquimica

ELECTROQUIMICA

Mayo 16, 2012

Objetivos:

Llevar a cabo la construcción de una celda electroquímica como un dispositivo experimental para generar electricidad mediante una reacción redox espontánea.
Observar como los voltajes de las celdas están relacionados a la concentración de las disoluciones en las semiceldas.


Datos:

Soluciones:




Celda de Zn // Cu // ZnSO4 //Cu(NO3)2 :

Voltaje: 0.94 v





Celda de Cu // Fe // Cu(NO3)2 // FeSO4

Voltaje: 0.68 v


Celda de Fe // Zn // ZnSO4 // FeSO4

Voltaje: 0.34


Celda de Zn // ZnSO4 // Cu(NO3)2 // Fe

Voltaje: 0.65 v


Celda de Zn // ZnSO4 // Cu(NO3)2 ( semicelda por fuera del sistema) // Fe

Voltaje: 0.00 v





Celda de Zn // ZnSO4 // Cu(NO3)2 // Cu ( porfuera de la semicelda)

Voltaje: 0.70 v


Efecto de la concentración sobre el potencial de la celda (adición de NH3)






Tabla 1.1:
mL voltaje
0 0.96
0.5 0.92
1 0.93
1.5 0.92
2 0.88
2.5 0.86
3 0.84

Grafica 1.1:




Efecto de la concentración sobre el potencial de la celda (adición de Na2S)




Tabla 1.2:
mL voltaje
0 0.84
1 0.81
2 0.8
3 0.78
4 0.54
50.37
6 0.05
Grafica 1.2:



Cálculos:

50 mL Nitrato de Potasio (0.1 M):

c=n/v n=c × v
n=0.1×0.05 Xgr=5x〖10〗^(-3) moles ((101.1 gr)/(1 moles))
n=5x〖10〗^(-3) moles KNO_3=0.5055 gr

50 mL Sulfato de Zinc (0.1 M):

c=n/v n=c × v
n=0.1×0.05 Xgr=5x〖10〗^(-3) moles ((287.54 gr)/(1 moles))n=5x〖10〗^(-3) moles ZnSO_4=1.4377 gr

50 mL Sulfato de Hierro (II) (0.1 M):

c=n/v n=c × v
n=0.1×0.05 Xgr=5x〖10〗^(-3) moles ((278.02 gr)/(1 moles))
n=5x〖10〗^(-3) moles FeSO_4=1.3901 gr

100 mL Nitrato de Cobre (II) (0.1 M):

c=n/v n=c × v
n=0.1×0.1 Xgr=0.01moles ((241.6 gr)/(1 moles))
n=0.01 molesCu〖(NO_3)〗_2=2.416 gr


Análisis de datos:

En el primer experimento la celda de Daniells se puede observar la reacción de oxidación reducción entre el Cu+2 y el Zn metálico. En esta celda se sumerge una lamina de Zn en sulfato de Zn y una varilla de cobre en nitrato de cobre, estas dos semi celdas se introducen en nitrato de potasio que hace de Puente salino. Se puedeobservar que el ánodo en la reacción es la semi celda de Zn y el cátodo la de cobre ya que el flujo de electrones se da de la celda zn a la de cobre. La varilla de cobre y la de Zn son los electrodos que permiten que los electrones se trasladen de una celda y los iones del puente salino de nitrato de potasio emigran a cada semi celda neutralizando las cargas, ya que en cada una de ellas se dauna semi reacción de oxidación y una semi reacción de reducción, en este caso la de reducción se da en la semi celda de Zn y la de oxidación en la de cobre.

En el momento en que las semi celdas de Cu+2 y Zn se introducen en agua des ionizada marca un voltaje de 0v. esto suceda ya que el agua des ionizada no neutraliza ninguna de las cargas que se producen en las semi reacciones.

En elsiguiente paso del laboratorio se realiza un cambio de la varilla de cobre por el clavo de hierro. Al cambiar estos materiales se genera el paso de electrones de la reacción de Cu+2 y Zn por medio de un electrodo diferente pero no interviniendo en la reacción de oxido reducción.

Luego de realizar el procedimiento anterior se retira la celda de cobre del vaso que contiene nitrato de potasio, estomarca un voltaje de 0V ya que no hay presencia del puente salino que neutralice las cargas de cada semi reacción.

Posteriormente se preparo una celda con sulfato de hierro que se cambia por la de Zn. En esta reacción el cátodo es el Cu y el ánodo es el Fe. Esta reacción genera un voltaje 0.68V. luego se cambia la celda de Cu por la de Zn , en este caso el cátodo es el Fe y el ánodo es el...