Montaje de pilas de concentración, pilas de Daniells y acumulador de plomo

10 de mayo
Primer semestre 2012




INDICE















1. Introducción

La electroquímica es la rama de es la rama de la química que se ocupa del estudio de los intercambios entre energía química y eléctrica en celdas o pilas galvánicas y la conversión de energía eléctrica en energía química en cubas electrolíticas.
En el presente laboratorio analizaremos de maneraexperimental analizar las pilas electroquímicas; pila Daniells y pila de concentración, junto con un acumulador de plomo.
Una pila es un dispositivo que permite obtener una corriente eléctrica a través de una reacción redox espontanea. Para que los electrones pasen por un circuito externo, es necesario separar físicamente las semireacciones de reducción y oxidación, de esta forma los electronesliberados están obligados a pasar por un hilo conductor, generando una corriente eléctrica. El electrodo donde se produce la oxidación se llama anado y el electrodo donde se produce la reducción se llama catodo. Existe un puente salino el cual separa las zonas donde se producen las semireacciones. Este cierra el circuito al permitir el paso de aniones y cationes de un compartimiento a otro. Elelectrolito evita la acumulación de carga.
A través de este informe se pretende estudiar y realizar a pequeña escala la electro obtención de metales, el cual es un proceso altamente utilizado en chile.















2. Objetivos

Descripción del Pilas de concentración, Pilas de Daniell y acumulador de Plomo.
Conocer el funcionamiento y la importancia de las celdas electroquímicas.Saber distinguir el tipo de celda presente.
Encontrar y reconocer reaccione que están presentes en cada celda electroquímica.
Comparación de datos teóricos v/s experimentales.














3. Pilas de concentración

Cuando se Combinación dos semi-elementos que se diferencian solamente en que las disoluciones salinas son de distinta concentración, existe una diferencia depotencial () debido a esa diferencia de concentración. Este tipo de pilas se denominan pilas de concentración. En estas pilas se genera corriente y los electrones fluyen desde el semi-elemento en el que la disolución de electrolito es más diluida al semi-elemento en el que la disolución es más concentrada. El voltaje se convierte en cero cuando las concentraciones se igualan.
En general en laspilas de concentración del tipo metal-ión del metal (Me/Men+), la ecuación de NERNST viene dada por:

,
donde
n, número de electrones intercambiados
R, constante de los gases ideales (8,314 Jmol-1K-1)
T, temperatura (K)
F, constante de Faraday (96500 C mol-1)
C1(Men+), valor de la concentración en la disolución del electrolito más concentrada
C2(Men+), valor de la concentración en ladisolución del electrolito más diluida

En la ecuación de Nernst el voltaje de las pilas de concentración depende de la temperatura, aumentando con la temperatura. A 25°C, la constante 2,303RT/F tiene un valor de 0,059V. Por ejemplo, para pilas de concentración de iones monovalentes, cuando c1=10c2 el voltaje medido será de 0,059V.


Cuando los iones son divalentes, el voltaje obtenido es0,059/2 V por cada exponente de diez en la diferencia de concentración. Por tanto, a 298K la ecuación de Nernst se simplifica a:
(V)
Esta relación se puede determinar si se aplica la ecuación de NERNST a las reacciones catódica y anódica de una pila de concentración. Por ejemplo, para las pilas de concentración de Cu/CuSO4, tenemos:
ÁNODO
CÁTODO


(n = 2)
Por lo cual elteórico con las concentraciones respectivas será











4. Pila De Daniell

Al sumergir una pieza de zinc metálico en una disolución de CuSO4, el metal se oxida a iones Zn2+ y los iones Cu+2 se reducen a cobre metálico bajo la siguiente ecuación:
Zn(s) + Cu2+ (ac) → Zn2+ (ac) + Cu(s)
Los electrones se transfieren directamente del agente reductor (Zn) al agente oxidante (Cu+2) en...