(1) instrumetal electroquimica

7/23/2019 (1) INSTRUMETAL ELECTROQUIMICA

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN

AREQUIPA

FACULTAD DE INGENIERIA DE PROCESOS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA

LABORATORIO DE:

ANALISIS INSTRUMENTAL 2 – PRACTICA N°1

CELDAS ELECTROQUIMICAS

DOCENTE: ING. OSCAR MEZA

PERTENECE A: SAAVEDRA FLORES LUIS CROSBY

CUI: 20111229 HORARIO:MIERCOLES 10 1! PM

AREQUIPA201"

PRACTICA N° 01



CELDAS ELECTROQUIMICAS

1. GENERALIDADES:

La presente experiencia tiene como objetivó experimentar dentro del campo

de la electroquímica la transformación del a energía química en energía

eléctrica y viceversa que permitirá al estudiante conocer las reaccionesquímicas redox que se dan en la interface del electrodo-electrolito. Como

resultado de la experiencia se lograra obtener resultados prácticos los que

serán evaluados con los cálculos teóricos para luego lograr determinar el

grado de error cometido.

!ara poder reali"ar el cálculo teórico el estudiante debe saber emplear la

ecuación de #ernst. $ s decir saber calcular el potencial de un electrodo y

luego la fuer"a electromotri" de la celda o pila galvánica.

%sí mismo al término de la práctica el estudiante deberá diferenciar entre

una celda galvánica y una celda electrolítica.

2. EQUIPO:

!ara la reali"ación de la práctica se requiere de los siguientes equipos&

• 'n voltímetro electrónico o un potenciómetro.

• 'na fuente de corriente eléctrica contin(a.• 'n puente salino en forma de '.

• 'n electrodo de platino brillante o una barra de gra)to *electrodo

inerte+.• %lambre de cobre

• 'na balan"a analítica.!. MATERIAL DE VIDRIO:



,e requiere del siguiente material de vidrio&

• os vasos de precipitados de // ml.

• os )olas de // ml

• 'na pipeta de 0 / ml.

". REACTIVOS:

,e requiere preparar las siguientes soluciones.

• ,olución de sulfato férrico /.///1

• ,olución de sulfato ferroso /.m

• ,olución de permanganato de potasio /. 1

• ,olución de sulfato manganoso /.//1

• ,olución de sulfato de cobre /./1

• ,olución de sulfato de cinc /./1

• ,olución diluida de cloruro de potasio.

#. PROCEDIMIENTO:

FORMACION DE LAS HEMICELDAS:

A. H$%&'$()* P+,F$!- 0.001M/ F$2- 0.1M/$n un vaso de precipitados de // ml me"clar vol(menes iguales *2

ml+ de soluciones de 3e45 y 3e65 luego -6 gotas de ácido sulf(rico cc.

$ introducir un electrodo inerte.

B. H$%&'$()* P+,M"1 0.1M/ M2- 0.001M/$n un vaso de precipitados de // ml me"clar 62 ml de solución de

71n89 y 2 ml de solución de 1n,89 luego a:adir -6 gotas de

ácido sulf(rico cc. $ introducir un electrodo inerte.C. H$%&'$()* C3,C3SO" 0.01M/

$n un vaso de precipitados de // ml depositar // ml de solución

de Cu,89 e introducir una lámina de cobre.D. H$%&'$()* Z,ZSO" 0.01M/

$n un vaso de precipitados de // ml depositar // ml de solución

de ;n,89 e introducir una lámina de cinc metálico.E. H$%&'$()* A4,A4- 0.01M/

FORMACION DE LA CELDA GALVANICA Y MEDICION DE LA FEM.

isponer de dos <emiceldas y unirlas mediante un puente salino

*solución dil. 7Cl+ y conectar los terminales de cada uno de los

electrodos a un voltímetro electrónico y anotar el voltaje que registra.



FORMACION DE LA CELDA ELECTROLITICA:

!ara formar una celda electrolítica tomando como base la celda

galvánica formada anteriormente se reempla"a el voltímetro electrónico

por una fuente de poder de corriente directa y aplicar un potencial

*voltaje+ de una magnitud mayor al que le corresponde cuando secomporta como celda voltaica que permita invertir las reacciones

químicas en cada una de las <emiceldas.

5. RESULTADOS Y CONCLUSIONES:

• !t=3e45 */.//1+ 3e65 */.1+ == 1n89- */.1+ 1n65 */.//1+=!tVALOR E6PERIMETAL& 3$1> /.?@/ A

,$B'# L% $C'%C8# $ #$D#,E& 3e45 FFFFFF.. 3e65

$G> /.?? A 1n89- FFFFFF.. 1n65

$G> .2 A

3e45 5 1n89- 3e65 5 1n65

Fe2+¿¿

Mn2+¿¿

Fe3+¿¿

MnO41−¿¿

¿¿¿

Ecelda= E °celda−0.059

n ∗log ¿

E ° celda= E ° (derecha)− E ° (izquierda )

E ° celda=1.51v−0.77 v

E ° celda=0.74 v

[0.1 ] [0.001 ][0.001 ] [0.1 ]

Ecelda=0.74 v−0.059

1 ∗log ¿



VALOR TEORICO: Ecelda=0.74 v

• ;n=;n65 */./1+ == Cu65 */./1+ = Cu

VALOR E6PERIMETAL& 3$1> /.H4/ A

Cu65 5 6e- FFFFFF.. Cu

$G> /.44? A ;n FFFFFF.. ;n65 5 6e-

$G> -/.?@4 A

Cu65 5 ;n Cu 5 ;n65

Zn2+¿

¿Cu2+¿

¿¿¿¿


n ∗log ¿


E ° celda=0.337v−(−0.763v )

E ° celda=1.100v

[0.01 ][0.01 ]

Ecelda=1.10v−0.059

2 ∗log ¿

VALOR TEORICO: Ecelda=1.100v

• ;n=;n65 */./1+ == 1n89- */.1+ 1n65 */.//1+=!t

VALOR E6PERIMETAL& 3$1 I.9// A



1n89- FFFFFF.. 1n65

$G> .2/ A ;n65 5 6e- FFFFFF.. ;n

$G> -/.?@4 A

6J1n89- 5 ;n65 6J1n65 5 ;n

Mn2+¿¿2¿

MnO41−¿¿

Zn2+¿¿¿¿


n

∗log ¿

E ° celda= E ° (derecha )− E ° (izquierda )

E ° celda=1.51v−(−0.763 v)

E ° celda=2.273v

[0.001 ]2

[0.1 ]2 [0.01 ]

Ecelda=2.273v−0.059

1 ∗log ¿


• ;n=;n65 */./1+ == 3e45 */.//1+= 3e65 */.1+ = !t

VALOR E6PERIMETAL& 3$1 >.6/ A

3e45 5 e- FFFFFF.. 3e65

$G> /.?? A ;n FFFFFF.. ;n65 5 6e-

$G> -/.?@4 A

6J 3e45 5 ;n 6J 3e65 5 ;n65



Fe2+¿¿

Zn2+¿¿

Fe3+¿¿

¿¿¿


n ∗log ¿

E ° celda= E ° (derecha )− E ° (izquierda )

E ° celda=0.771v−(−0.763v)

E ° celda=1.534v

[0.01 ]∗[0.1 ]2[0.001 ]2

Ecelda=1.534v−0.059

2 ∗log ¿


REACCIONQUIMICA

E'$()*$78$&%$+*(/

AB 0.50 VAC 0.!00 VAD 0.#!0 VAE 0.120 VBC 1.0;0 VBD >1.400 V

BE 0.5!0 V

CD 0.9!0 VCE 0."20 VDE 0."0 V

. CUESTIONARIO:

QUE DIFERENCIA E6ISTE ENTRE UNA CELDA GALVANICA YUNA CELDA ELECTROLITICA:



$n una celda electrolítica se utili"a energía eléctrica para inducir

una reacción química que no es espontanea en cambio en una

celda galvánica la energía eléctrica se produce por una reacción

química espontanea.

QUE APLICACI<N TIENE LA ECUACION DE NERNST:$sta ecuación sirve para <allar el potencial necesario o producido

en una reacción química que sucede en una celda sea galvánica u

electrolítica.

!t=3e45 */.//1+ 3e65 */.1+ == 1n89- */.1+ 1n65 */.//1+=!t,$B'# L% $C'%C8# $ #$D#,E&

3e45 FFFFFF.. 3e65

$G> /.?? A 1n89- FFFFFF.. 1n65

$G> .2 A

3e45 5 1n89- 3e65 5 1n65

Fe2+¿¿

Mn2+¿¿

Fe3+¿¿

MnO41−¿¿¿¿¿

Ecelda= E °celda−0.059n ∗log ¿


E ° celda=1.51v−0.77 v

E ° celda=0.74 v

[0.1 ] [0.001 ][0.001 ] [0.1 ]

Ecelda=0.74 v−0.059

1 ∗log ¿

Ecelda=0.74 v



DEFINA ELECTRODO ACTIVO E INERTE CITE E=EMPLOS:'n electrodo activo es aquel que se aplica en un punto

determinado para producir estimulación en una área concentrada

en electroterapia. Los electrodos que no reaccionan son electrodos

inertes la pila aniels ;n y Cu son activos ya que el electrodo de

cinc se oxida y el electrodo de cobre se reduce.Los electrodos inertes más com(nmente utili"ados para formar

pilas galvánicas con cualquier reacción redox espontanea son

electrodos inertes de platino y el electrodo inerte de gra)to.

DEFINA CELDA CON UNION LIQUIDA Y CELDA SIN UNIONLIQUIDA:La interface entre dos disoluciones del mismo electrolito se

llaman unión liquida a menudo las celdas electroquímicas

contienen una o más uniones liquidas.

QUE FUNCION TIENE EL PUENTE SALINO DEMUESTRE ATRAVEZ DE RECCIONES QUIMICAS/:$l puente salino cumple la función de permitir el Kujo de

electrones a través de la reali"ación de una pila dentro de la cual

ocurren reacciones redox donde uno se oxida y el otro se reduce.

Lo más importante es que el puente salino debe poseer una sal

que no reaccione con los compuestos que se coloque en las

<emiceldas.

DEFINA POTENCIAL DE UNION LIQUIDA:$l potencial de unión liquida se produce cuando dos disoluciones

de diferentes concentraciones están en contacto entre sí a travésde una membrana semipermeable.

;. PROBLEMAS:CALCULE LOS POTENCIALES DE LAS CELDAS SIGUIENTES.INDIQUE LA DIRECCI<N DE LA REACCI<N ESPONTANEA:

• !b = !b65 */.4H41+ == Cd65 */./21+ = Cd Cd65 5 6e- FFFFFF.. Cd

$G> -/.9// A !b FFFFFF.. !b65 5 6e-

$G> -/.4/ A

Cd65 5 !b Cd 5 !b65

E ° celda=−0.400v−(−0.130 v)

E ° celda=−0.270v



[0.1393 ][0.0511 ]

Ecelda=−0.270v−0.059

2 ∗log ¿

Ecelda=−0.283v

• ;n = ;n65 */./4@91+ == Ei45 */.//H/@1+ Ei5 */./@6/1+ = !t

Ei45 5 6e- FFFFFF.. Ei5 $G>

.62/ A ;n FFFFFF.. ;n65 5 6e-

$G> -/.?@4 A

Ei45 5 ;n Ei5 5 ;n65

E ° celda=1.250v−(−0.763v)

E ° celda=2.013v

[0.0620 ] [0.0364 ][0.00906 ]

Ecelda=2.013v−0.059

2 ∗log ¿

Ecelda=2.031v

• !t =6 *?@2 torr+ = Cl */.///1+ == #i65 */./691+ = #i

6 FFFFFF.. 5 5 e- $G>

/./// A

#i65 5 6e- FFFFFF.. #i$G> -/.62/ A

Ei45 5 ;n Ei5 5 ;n65

E ° celda=−0.250v−0.000 v



E ° celda=−0.250v

[0.0001 ]2[1.01 ]2 [0.0214 ]

Ecelda=−0.250v−0.059

2 ∗log ¿

Ecelda=−0.063 v

• !b=!b6 *sat+ - */./6/1+ == g65 */.//92H1+ =g

!b6 5 6e- FFFFFF.. !b 5 6-$G> -/.6M/ A

Eizquierda=−0.280v−0.059

2 ∗log (

[0.012 ]21

)

E °izq=−0.170 v

g655 6e- FFFFFF.. g

$G> /.?MH A

Ederecha=0.789 v−0.059

2 ∗log (

[0.00459 ]1

)

E °izq=0.720v

Ecelda=−0.720v−(−0.170)v

Ecelda=0.890v

• %g = %g5 */.2991+ 5 */./?H91+ = 86 *.6 atm+ = !t

%g FFFFFF.. %g5 5 e-

$G> /.M// A

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