ELABORACION DE UNA PILA

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Unidad Culhuacán
“La técnica al servicio de la patria”


Química Básica
Practica No.8
“Elaboración de una pila”




GRUPO 1EM1






INTRODUCCION:
Las Celdas galvánicas, son un dispositivo en el que la transferencia de electrones, (de la semireacción de oxidación a la semireacción dereducción), se produce a través de un circuito externo en vez de ocurrir directamente entre los reactivos; de esta manera el flujo de electrones (corriente eléctrica) puede ser utilizado.
Las reacciones químicas que tienen lugar en los procesos electroquímicos son de tipo redox (oxidación-reducción), en las que se produce una transferencia de electrones entre las especies químicas. Siempre que exista unaoxidación habrá una reducción y viceversa. Son muchos los procesos químicos y biológicos que tienen su fundamento en este tipo de reacciones como los procesos de obtención de metales, los de oxidación celular, etc. La electroquímica forma parte de la vida ordinaria; es decir, por ejemplo al utilizar todo tipos de pilas, su empleo en el arranque de los motores de los automóviles e incluso suutilización en la resolución de problemas medioambientales.

1. OBJETIVOS:
El alumno:
Verificara experimentalmente la conversión de la energía química en energía eléctrica mediante una pila voltaica o galvánica.
Identificara en un laboratorio los parámetros que se emplean para la elaboración de una pila voltaica.
Comprenderá los fundamentos químicos utilizados para el desarrollo de una pilavoltaica.
Comprobara de manera experimental y teórica la versatilidad de la pila de Daniel funcionando como una celda electrolítica.
2 GENERALIDADES:
Una celda voltaica o galvánica es un dispositivo que transforma la energía de una reacción química espontanea en energía eléctrica, para llevar a cabo un trabajo útil. La reacción entre el Zn metálico y los iones de cobre Cu+2 en solución ilustraun cambio espontaneo en el cual hay una transferencia de electrones:
Zn(s) + Cu+2(ac) Zn+2(ac) + Cu (s)
La ecuación anterior se puede representar como la combinación de dos medias reacciones en donde se observa mejor la transferencia de electrones:
Zn0(s) Zn+2(ac) +2 e-
Cu+2(ac) Cu0 (s)
con un aparato que contenga solo estos elementos no podría efectuarse trabajos eléctricosútil, debido a que el flujo de electrones se limita a regiones locales, sin embargo para aprovechar más eficientemente la tendencia natural del zinc a ceder electrones con mayor facilidad que el cobre, debe forzarse a los electrones a circular por el circuito externo, el cual consta de un conductor metálico, de esta manera la transferencia de electrones puede realizar trabajo útil, por ejemplo aliluminar una lámpara incandescente.
Cuando una celda Daniell se diseña en forma tal, que se produce espontáneamente una reacción redox se convierte en una fuente de fem, cuyo valor se determina de la siguiente forma.
Fem celda= E0(oxidación)+ E0(redox)
Si la concentración de la solución de ZnSO4 y la del CuSO 4 son 10 molar, la celda se encuentra en condiciones estándar y el potencial queproporciona es:
Fem celda = E0 +2(Zn/Zn)+ E0+2(Cu/Cu)
Fem celda = 0.763 v + 0.337v = 1.10v
Esquemáticamente la celda de Daniell se puede representar de la siguiente manera:
Zn(S)/Zn+2(ac) (a=1.00)// Cu +2(ac) (a=1.00)/ Cu(S)
A diferencia de la celda galvánica o voltaica, una celda electrolítica es aquella en la que una reacción química es forzada a realizarse en la dirección opuesta a la espontáneay para ello es necesario utilizar una fuente externa de energía, a este proceso se le conoce como electrolisis.
Se advierte que cuando una celda actúa como galvánica el ánodo es negativo, yaqué, los electrones se liberan mediante un proceso de oxidación precisamente a través del ánodo. Sin embargo cuando se produce la electrolisis, los electrones se proporcionan al cátodo desde la fuente...