Pr Ctica 4


INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD ZACATENCO

LABORATORIO DE QUÍMICA I


PRACTICA: 4 “ELECTROQUÍMICA”



Objetivo:
El alumno aplicará los conocimientos de Electroquímica, para obtener un electro depósito, con los materiales proporcionados en el laboratorio de Química.
Consideraciones teóricas:
Introducción:
La energía eléctrica es una delas formas de energía de mayor importancia práctica para la vida contemporánea. Un día sin energía eléctrica, ya sea por fallas de la compañía que suministra la luz o por falta de baterías, es inconcebible en nuestra sociedad tecnológica. El área de la química que estudia la conversión entre la energía eléctrica y la energía química es la electroquímica.
Los procesos electroquímicos son reaccionesredox en donde la energía liberada por una reacción espontanea se transforma en electricidad, o la electricidad se utiliza para inducir una reacción química no espontanea. A este último proceso se le conoce como electrolisis.
Reacciones redox
La electroquímica es la rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química. Los procesos electroquímicos sonreacciones redox (oxidación - reducción) en donde la energía liberada por una reacción espontanea se convierte en electricidad o donde la energía eléctrica se aprovecha para inducir una reacción química no espontanea.
En las reacciones redox se transfieren electrones de una sustancia a otra. La reacción entre el magnesio metálico y el acido clorhídrico es un ejemplo de una reacción redox:
+Recuerde que los números que aparecen encima de los símbolos de los elementos indican sus números de oxidación. La perdida de electrones durante la oxidación de un elemento se distingue por un aumento en su número de oxidación. La reducción de un elemento implica disminución en su número de oxidación debida a la ganancia de electrones. En la reacción anterior, el Mg metálico se oxida y los iones H+se reducen; los iones Cl– son espectadores.
Celdas galvánicas
Una celda galvánica o voltaica es un dispositivo experimental para generar electricidad mediante una reacción redox espontanea. (Se le llama así en honor de los científicos Luigi
Galvani y Alessandro Volta, quienes fabricaron las primeras celdas de este tipo.) Los componentes fundamentales de las celdas galvánicas se ilustran en lafigura. Una barra de zinc metálico se sumerge en una disolución de ZnSo4 y una barra de cobre se sumerge en una disolución de CuSO4. El funcionamiento de la celda se basa en el principio de que la oxidación de Zn a y la reduccion de a Cu se pueden llevar a cabo simultáneamente, pero en recipientes separados, con la transferencia de electrones a través de un alambre conductor externo.


Las barras dezinc y cobre serian los electrodos. Esta distribución particular de electrodos (Zn y Cu) y de disoluciones (ZnSo4 y CuSo4) se conoce como celda de Daniell. En una celda galvánica, el ánodo es, por definición, el electrodo en el que se lleva a cabo la oxidación, y el cátodo es el electrodo donde se efectúa la reducción.
En la celda de Daniell, las reacciones de oxidación y de reducción en loselectrodos, es decir, las reacciones de semicelda, son:
Electrodo de Zn (ánodo): Zn(s) (ac) + 2e–
Electrodo de Cu (cátodo): (ac) + 2e– Cu(s)
Observe que los iones reaccionaran directamente con la barra de zinc, a menos que las disoluciones estén separadas:
(ac) + Zn(s) Cu(s) + (ac)
Pero no se obtendría trabajo eléctrico útil.
Para completar el circuito eléctrico, las disoluciones se debenconectar mediante un conductor por el que puedan pasar los cationes y aniones desde un compartimiento al otro. Este requisito se cumple con un puente salino, que en su forma más simple se trata de un tubo en forma de x invertida lleno con una disolución de un electrolito inerte como KCl ó NH4NO3, cuyos iones no reaccionaran con los iones de la disolución o con los electrodos. Durante el curso de la...