LABORATORIO DE QUMICA Nro. PFR

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Tema :ELECTROQUMICA Cdigo :

Semestre:I

Grupo :C3 - B

Lab. :07

1. INTRODUCCIN

El siguiente informe detallara el trabajo que se realiz en el laboratorio de Qumica I, Primero comenzamos aprendiendo el funcionamiento de la celdas galvnicas y de que constituyen, luego procedimos a instalar un voltmetro al datastudio, luego hicimos un diagrama de celda galvnica.Luego identificamos las reacciones andicas y catdicas. Luego construimos una celda de combustible. Finalmente ordenamos toda esta informacin para luego presentarla en este informe de una manera ordenada.2. OBJETIVOS

Aprender la manera como se construyen y funcionan las celdas galvnicas. Aprender a instalar correctamente un voltmetro, para determinar las polaridades de la celda. Diagramar una celda galvnica. Identificar y escribir reacciones andicas y catdicas. Identificar electrodos inertes en una celda. Aprendern a usar la tabla de potenciales estndares de reduccin y oxidacin. Identificaran reacciones espontaneas y no espontaneas, observando nicamente el signo del potencial estndar de celda. Construir y observar el funcionamiento de las celdas electrolticas. Construir una celda de combustible (aluminio).

3. MATERIALES Y EQUIPOS

Probeta Vaso presitivado Piceta Fenoltaleina Rojo de metilo Tubo de ensayo Placa de Cobre Placa de Zinc Fulfato de sodio Carbn activo Fuente DC

4. INDICACIONES DE SEGURIDAD

Para protegernos de alguna reaccin que pueda ocurrir en el experimento

Sirve para protegernos de algn incidente que se nos presente.

.

Use guantes de jebe para no tocar el acido

Advertencias

Usar guantes de jebe para manipular el acido Cumplir las normas de seguridad y el reglamento interno del laboratorio

5. FUNDAMENTO TEORICOLos estudios de electroqumicahan sido sumamente importantes en el desarrollo de la tcnica y vida actual. Imagnese lo que sera la vida sin la electricidad, por eso los cientficos e ingenieros de nuevas fuentes de energa y de diversos mtodos para almacenarse.Una de lasaplicaciones importantes de laelectroqumica es la batera. Pilas,acumuladores, los cuales han beneficiado a toda la humanidad. En la batera o pila, la energa qumica se convierte en elctrica, y esta a su vez, se emplea para poner en marcha a los automviles, hace funcionar radio de transistores e incluso suministrarenerga para una nueva nave espacial en vuelo. Con este ejemplo se trata deiluminar la importancia del estudio de laelectroqumica en esta unidad.Electroqumica, parte de la qumica que trata de la relacin entre las corrientes elctricas y las reacciones, y de la conversin de la energa qumica en elctrica y viceversa. En un sentido ms amplio, laelectroqumica esel estudio de lasreacciones qumicas que producen efectos elctricos y de los fenmenos qumicos causados por la accin de las corrientes o voltajes.a) Reacciones qumicas que son capaces de producir una corriente elctrica (celdas electroqumicas opilas).b)Reacciones que son producidas aplicando una corriente elctrica, (celdas electrolticas, electrlisis ogalvanoplastia).En ambos procesos ocurren reacciones de Oxido reduccin.Reaccin de equilibrioCada semicelda tiene una tensin caracterstica llamada potencial de semicelda opotencial de reduccin. Las diferentes sustancias que pueden ser escogidas para cada semicelda dan lugar a distintas diferencias de potencial de la celda completa, que es el parmetro que puede ser medido. No se puede medir el potencial de cada semicelda, sino la diferencia entres los potenciales de ambas. Cada reaccin est experimentando una reaccin deequilibrioentre los diferentes estados de oxidacin de los iones; cuando se alcanza el equilibrio, la clula no puede proporcionar ms tensin. En la semicelda que est sufriendo laoxidacin, cuanto ms cerca del equilibrio se encuentra el ion/tomo con elestado de oxidacinms positivo, tanto ms potencial va a dar esta reaccin. Del mismo modo, en la reaccin dereduccin, cuanto ms lejos del equilibrio se encuentra el ion/tomo con el estado de oxidacin ms negativo, ms alto es el potencial.Potenciales de electrodo y fuerza electromotriz de una pilaEl potencial ofuerza electromotrizde una pila se puede predecir a travs de la utilizacin de los potenciales de electrodo, las tensiones de cada semicelda. (Vertabla de potenciales de electrodo estndar). La diferencia de voltaje entre los potenciales de reduccin de cada electrodo da una prediccin para el potencial medido de la pila.

Los potenciales de pila tienen un rango posible desde 0 hasta 6 voltios. Las pilas que usan electrolitos disueltos enaguageneralmente tienen potenciales de celda menores de 2,5voltios, ya que losoxidantesyreductoresmuy potentes, que se requeriran para producir un mayor potencial, tienden a reaccionar con el agua.

EXPERIENCIA I:1. Qu sucede cuando se calienta la Salchicha con el mechero?Se produce un pequeo destello y la sustancia cambia de color blanco de negro a blanco.

2. Cules son los productos de la reaccin?

Los productos son el xido de Zinc (ZnO) y el cobre (Cu).

3. Usted podra afirmar que la reaccin fue exotrmica o endotrmica? Por qu?Es una reaccin endotrmica porque se le proporciona calor mediante el mechero Bunsen.

4. Qu sucede cuando se calienta el slido blanco, obtenido en la experiencia de la salchicha? Qu ocurre cuando el slido se enfra en el tubo de ensayo? A qu se debe este fenmeno?Cuando la sustancia se calienta se obtiene un calor amarillo y cuando se enfra se vuelve color blanco. 5. Qu ocurre cuando se agrega el cido clorhdrico al tubo de ensayo?

La sustancia se disuelve con el cido clorhdrico

6. Cul es el slido que no se disuelve en el cido clorhdrico?El cobre.

7. Qu ocurre cuando al slido de la experiencia anterior se le adiciona cido ntrico?Se forma el:

8. Cul es el gas que se desprende de la reaccin? De qu color es este gas?El Dixido de Nitrgeno (NO2) y es color marrn.

9. Cul es el compuesto que est en la solucin y que tie a sta de azul?El compuesto que tie de color azul a la solucin es el nitrato de cobre (Cu (NO3)2).

10. Por qu el cido ntrico puede disolver al slido (obtenido en la pregunta 5) y el cido clorhdrico no?Debido a que el cido ntrico tiene potencial de oxidacin necesario para disolver el cobre y el cido clorhdrico no lo tiene.

11. El nitrato de cobre (II) obtenido en nuestra experiencia de laboratorio, Se puede desechar por el fregadero? Por qu?No se puede desechar, porque el nitrato de cobre es una sustancia toxica y es preferible guardarlo en un depsito.

12. De las reacciones presentadas anteriormente (a, b, c, d) Cules de ellas son reacciones de desplazamiento?Las reacciones a y c.

13. De las reacciones presentadas anteriormente (a, b, c, d) Cules de ellas son reacciones redox? Por qu?Las reacciones a y d porque algunos compuestos ganan y otros pierden electrones.

14. De las reacciones presentadas anteriormente (a, b, c, d) Cules de ellas los reactivos se encuentran ionizados? Cules son los nombres de estos compuestos?La reaccin c, porque todos los compuestos de la ecuacin son enlaces inicos.

Los reactivos son el ZnO y el HCl.

15. De las reacciones presentadas anteriormente (a, b, c, d) En cules de ellas los productos se encuentran ionizados? Cules son los nombres de esos compuestos?La reaccin c, porque todos los compuestos de la ecuacin son enlaces inicos.

Los productos son ZnCl y el H2O.

EXPERIENCIA II.16. Qu ocurre cuando se mezclan el nitrato de plomo (II) y el yoduro de potasio solidos dentro del tubo de ensayo?

Al mezclarlos se convierten de color amarillo pero tard en volverse dicho color por estar en estado slido.17. Qu ocurre cuando se mezclan las disoluciones de nitrato de plomo (II) con la de yoduro de potasio?Cambian a color amarillo rpidamente.

18. Cul es el slido formado en la reaccin anterior y de qu color es ste?El slido es el Yoduro de Plomo (PbI2) y dicho elemento es color amarillo.

19. Escriba la ecuacin balanceada de la reaccin de la pregunta 16. Adems indique los estados de agregacin.

20. Escriba la ecuacin balanceada de la reaccin de la pregunta 17. Adems indique los estados de agregacin.

21. La reaccin escrita en la pregunta 16 Es redox? Por qu?No es redox porque ningn elemento se oxida ni se reduce.

22. La reaccin escrita en la pregunta 16 Es de desplazamiento?Si es de desplazamiento.

23. Por qu cuando el nitrato de plomo (II) y el yoduro de potasio estn solidos no reaccionan (o lo hacen muy lentamente) pero en cambio cuando estn disueltos, lo hacen muy rpidamente?Porque los iones en estado acuoso se unen ms rpido que en estado slido.

24. El yoduro de plomo (II) obtenido de nuestra experiencia de laboratorio Se puede desechar por el fregadero? Por qu? No, porque es un residuo peligroso y daino.

EXPERIENCIA III:

25. Qu ocurri cuando de agreg el etanol al dicromato de potasio? Qu color se apreci?Los dos elementos reaccionaron y se convirtieron un color verde.

26. El color obtenido A cul elemento corresponde?Corresponde al Cr2 (SO4)3

27. La reaccin observada es una reaccin tpica de oxidacin Cul es agente oxidante?El K2Cr2O7

28. Cul es la utilidad prctica que tiene esta reaccin qumica?Se utiliza comnmente para la alcoholemia.

CUESTIONARIO1. Segn la celda de combustible de hidrogeno y oxgeno, que volumen de hidrogeno almacenado a 250C a una presin de 155 atm se necesita para que funcione un motor elctrico con una corriente de 8.5 A durante 3h? qu volumen de aire en litros pasara atraves de la celda por un minuto para que funcione el motor?H2(ac) --- 2H + 2e- = 0 V O2 (g) + 2H20(l) + 4e- = 0.40 V b) V del oxigeno = 0.59 L

q = I x t = 8.5 A x 10800 s = 91800 Coulomb El aire contiene0,000055 % de H2 entonces2H + 2 e- V requerido de H2 = 0.010 L1mol de e-/ 2 mol de H2 entonces Aproximadamente 30000 L de aire para tener 0.01 L de H296500 / 2 H2 = 91800 / X X = 1.90 moles de H2

V =n R T/PV = 1.90 X 0.082 X 298 / 155V = 0.29 L

2. Si el costo de la electricidad para producir magnesio por electrolisis del cloruro de magnesio fundido es de 450 soles por tonelada de metal, Cul es el costo de la electricidad necesaria para producir 10 toneladas de aluminio, 30 toneladas de sodio?

Mg --- Mg+2 + 2-e 2.37 V ----- 450 SOLES Al ---- AL +3 + 3-e 1.66 V ------ x Na ------ Na+ + e- 2.71 V ------ y

Hallando "x" Hallando "y"2.37 V ---- 450 SOLES 2.37 V ----- 450 SOLES1.66 ------- x 2.71 V ------ Yx = 315.18 SOLES Y = 514.55 SOLES pero son 30 toneladas Y = 1543.67 SOLES

3. Una corriente de 1,26 A se pasa atreves de una celda electroltica que contiene una disolucin de cido sulfrico diluido durante 7,44 horas. Escriba las reacciones de semicelda y calcule el volumen de los gases generados a TPE.H2(ac) --- 2H + 2e- = 0 VO2 (g) + 2H20(l) + 4e- = 0.40 V

q = I x t = 1.26 A x 27840 s = 35078.4 Coulomb2H + 2 e- 1mol de e- / 4 mol de O21mol de e-/ 2 mol de H2 96500 / 4O2 = 35078.4 / X96500 / 2 H2 = 35078.4 / X X = 1.454 mol de O2X = 0.727 mol de H2

V = n R T/P V = n R T/P V = 0.727 x 0.082 x 273/1 V = 1.454 x 0.082 x 273V = 16.27 L de H2 V = 32.54 L de O2

4. Calcule la fem estndar de una celda que utiliza las reacciones de semicelda Mg/Mg2+ y Cu/Cu2+ a 250C. escriba la ecuacin de la reaccin de la celda que se lleva a cabo en condiciones de estado estndar.fem = E catodo - E anodo

Para Mg a Mg+2 = 2.37 VPara Cu+2 a Cu = 0.34V

fem = 2.37 - 0.34fem = 2.03Mg(s) + Cu+2(s) ----- Mg+2(s) + Cu(s)

5. Prediga si el Fe3+puede oxidar el ion I- a I2 en condiciones de estado estndar.

Fe+3 + I-1 ------- Fe+2 a I+2Fe +3 a Fe +2 = 0.77I- a I+2 = 0.54 V0.77 - 0.54 = 0.23 v Si puede oxidar al Iodo y es un reaccion espontnea

6.-Explique la diferencia entre una celda que no es recargable y una celda recargable.

Es un grupo de una o msceldas electroqumicas secundarias.

La diferencia radica en la composicin loscompuestos qumicos de las celdas no recargables no aguantan grandes temperaturas y tienen reacciones violentas pero las recargables no.

OBSERVACIONES:

Las parejas de los vasos de precipitados necesitan estar en contacto con el puente salino.

En las celdas galvnicas siempre hay una lmina que acta como nodo y otra que acta como ctodo.

En el nodo se producen las reacciones de oxidacin, y en el ctodo los reacciones de reduccin.

Las celdas de aluminio- aire no necesitan de un puente salino, ya que hacen un contacto directo.

En las celdas electrolticas, el rojo de metilo nos indica como se desplaza el hidrogeno.

El voltmetro nos determina la polaridad de la celda.

CONCLUSIONES:

Una celda galvnica nos produce una cierta cantidad de voltaje, segn sea las soluciones predestinadas.

Aprendimos a construir celdas galvnicas y verificar su funcionamiento.

Identificamos y planteamos reacciones andicas y catdicas.

Reconocimos cada uno de los componentes de una celda galvnica y verificamos los electrodos inertes.

La tabla de potencial estndar es muy til para comprobar si una solucin tiene un voltaje positivo o negativo.

Las celdas electrolticas necesitan de una fuente de voltaje a comparacin de una celda galvnica.