Ingenieria

1. OBJETIVOS:
Que el alumno:
* Comprenda de manera experimental las leyes de Faraday en las celdas electrolíticas.
* Conozca el proceso de recubrimiento electrolítico.
* Por medio de una electrodeposición de nique cobre aplique la ley de Faraday en estos recubrimientos.

2. GENERALIDADES:
La electroquímica es la parte de la química que trata de la relación entre las corrienteseléctricas y las reacciones químicas, y de la conversión de la energía química en eléctrica y viceversa. En un sentido más amplio, la electroquímica es el estudio de las reacciones químicas que producen efectos eléctricos y de los fenómenos químicos causados por la acción de las corrientes o voltajes.
La electroquímica se divide básicamente en dos estudios:
* La electrolisis que es el proceso porel cual existe una descomposición de una sustancia en disolución mediante la corriente eléctrica y y produce un cambio eléctrico.
* Las celdas electroquímicas o galvánicas, son dispositivos que usan un cambio químico para producir una corriente eléctrica.
Las relaciones cuantitativas entre electricidad y cambio químico, fueron descritas originalmente por Michel Faraday en 1832 y 1833. Una delas grandes aportaciones de Faraday fueron las medias reacciones que ocurren durante la electrolisis y se resume del a siguiente forma:
“la magnitud de la descomposición química producida por una corriente eléctrica es proporcional a la cantidad de electricidad que atraviesa la solución ionica.”
m α q m α it m=kq
De donde: m= masa de sustancia resultante dada en gramos (g).
q= cantidad deelectricidad dada en Columbus (C)
i= intensidad de corriente dada en Ampers (A).
t= tiempo que dura el paso de la corriente eléctrica dada en segundos (s).
k= constante de proporcionalidad.
La cantidad de sustancias diferentes liberadas por una misma cantidad de electricidad son proporcionales a sus equivalentes químicos.
Equivalentequímico=MZ
M=masa atómica
z= numero de electrones transferidos ( o numero de valencia que cambia en una reacción de oxidación o reducción).
K=1F*MZ puesto que m=kq m=MZ*qF
Donde F es la carga de un mol de electrones y se le denomina Faraday y es igual a 1.602x10-19 Coulomb por electrón x 6.023x1023 electrones por mol, o sea 9.65x104 coulomb por mol de electrones.
1 faradio=96500 coulombs
Asípues la expresión matemática que incluye a ambas es la siguiente:
m (gramos)=eq. químico (g/eq.)/96500(coul/eq)*q(coulombs) o bien,
m (gramos)=eq. químico (g/eq.)/96500(coul/eq)*it (amp x seg)
las celdas electroquímicas somo las usadas en el experimento de Faraday son estudiadas dentro de la electroquímica y corresponde a la electrolisis. Este proceso tiene lugar cuando dos electrodos metalicos acada lado de la celda llena de una disolución electrolítica, se les aplica una diferencia de potencial (voltaje). Los electrodos llevan la corriente a través de los cables y electrodos metalicos. Los iones conducen la corriente a través de la disolución, en cada interface electrodo-disolución tiene lugar una reacción electroquímica que transfiere electrones al electrodo que los toma de el permitiendopor tanto una que la carga fluye por el circuito.



En la actualidad los procesos electrolíticos tienen gran importancia industrial, pues se obtienen algunos metales puros como la plata, el oro, el cobre asi como la galvanoplastia que es básicamente el proceso en el cual el traslado de iones metálicos desde un ánodo (carga positiva) a un cátodo (carga negativa) en un medio líquido(electrolito), compuesto fundamentalmente por sales metálicas. Esencialmente es el proceso electroquímico para pintar por medio de la corriente piezas metálicas que no contienen carbono tales como bronce, aluminio y cobre.
Existen algunas condiciones para que se pueda realizar el depósito electrolítico de metales:
a) El calculo de de ser el objeto donde se va a producir el deposito electrolítico....