PRACTICA No. 3“OXIDACION Y REDUCCIÓN”

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

“UNIDAD ZACATENCO”

ESPECIALIDAD: INGENIERIA ELECTRICA

LABORATORIO DE QUÍMICA

PROFESORA: ANTONIA TORRES RUIZ

ALUMNA:

1.-ANGELES CONTRERAS CARLA JANET PP15044621

EQUIPO:

ANGELES CONTRERAS CARLA JANET

RINCON VALENCIA KARLA YADIRA

MARTINEZ ORTIZ DIEGO ARMANDO

PRADO COLMENARES ALFONSO ISRRAEL

GRUPO: IEM1

PRACTICA 4

“ELECTROQUIMICA”

TURNO: MATUTINO

CALIFICACION:COMENTARIOS

PRACTICA No. 3“OXIDACION Y REDUCCIÓN”

Objetivo

Objetivo:El alumno aplicará los conocimientos de Electroquimica, para obtener un electrodepósito, con los materiales proporcionados en el laboratorio de Química.

Marco Teoríco:

Como tal la Electroquimica es la parte de la ciencia que se dedica al estudio de los procesos y factores que afectan el transporte de carga a través de la interfase formada entre dos fases, generalmente un electrodo y una disolución en contacto con él. Y también podemos decir que estudia:

- el uso de reacciones químicas espontáneas para producir electricidad (pilas o celdas galvánicas)

- el uso de la electricidad para producir reacciones químicas no espontáneas (celdas electrolíticas)

- procesos de corrosión La base de los procesos electroquímicos está en las reacciones de óxido-reducción.

Una reacción electroquímica la podemos definir como una reacción redox en la que el intercambio de electrones tiene lugar en un electrodo. El cambio químico es producido por el intercambio de electrones realizado entre un electrodo y un aceptor o donador de electrones en una disolución :

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Se diferencia de una reacción química redox en que el donador o aceptor de electrones, es el electrodo (al que se comunica un potencial electrico) donde se realiza la transferencia electrodica, cambiando de un medio homogeneo ( reacción química ) a un medio heterogéneo ( reacción electroquimica)

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Posibles perturbaciones del electrodo de potencial

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El proceso electroquímico puede estar controlado por el transporte de masa (es decir por la rapidez con que se le suministra materia al electrodo) o por la velocidad de transferencia de carga. Por ello comúnmente se habla de procesos controlados por transporte (de masa) o por cinética (de transferencia de carga)El potencial, (como función de la energía libre del sistema), constituye la fuerza de empuje de una reacción electroquímica y por lo tanto representa el factor termodinámico. La intensidad es una medida de la cantidad de materia transformada en la unidad del tiempo y por tanto, representa factores cinéticos. Comunmente representamos intensidad frente a potencial. Es decir, representamos la velocidad de una reacción (intensidad) como función de la fuerza de empuje (potencialLos potenciales a los cuales estos procesos ocurren están relacionados a los potenciales estandar (E °) de las especies implicadas. Si en disolución tenemos más de una especie que puede ser oxidada o reducida, el orden en que dichos procesos tiene lugar depende del valor de E ° y de la cinética de la reacción electródica.• Sobre un electrodo pueden tener lugar dos tipos de procesos que se denominan Faradáicos y No-FaradáicosFaradáico • Aquellos que tiene lugar mediante transferencia de cargas entre el electrodo y la disolución

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(oxidaciones y reducciones. • Obedecen la ley de Faraday; • Q= nFM • la cantidad de sustancia electrolizada, es proporcional a la cantidad de electricidad consumida No faradáicos • Los procesos no-Faradáicos son aquellos que no dar lugar a oxidaciones ni reducciones sino que están relacionados a procesos tales como cargar/descargar el condensador formado en las proximidades del electrodo

Tipos de electrodos Se define como electrodo "electrodo idealmente polarizable" (EIP) un electrodo en el cual no hay transferencia de carga a través de la interfase independientemente del potencial aplicado. Como no existe transferencia de carga, un EIP se comporta como un condensador • Un”electrodo idealmente no polarizable” (EINP) aquel cuyo potencial no cambia, independientemente de la intensidad que fluye.

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Material y reactivos:. Material Reactivos . 1 Celda de acrílico transparente. Solución de NiSO4*6H2O1 Electrodo de Niquel (Anodo) Solución de H2SO4 (1:1)3 Electrodos de Cobre (Catodo) Agua destilatadaMaterial Poroso(Corcho) 1 Fuente de alimentación de 0 a 30 Volts2 Pares de conexiones con caimanes1 Mechero Bunsen, anillo y tela con asbesto1 Pinzas para crisol1 Pinzas para vaso de precipitado 1 Agitador de vidrio1 Termometro1 Vaso de precipitado de 250 cm^31 Vaso de precipitado de 500 cm^3Algodon

Procedimiento.Primera parte. 1. Preparar los electrodos de Cobre: el decapado se realiza introduciéndolos por

unos segundos en la solución de H2SO4 (1:1). Realizar esta operación con precaución, utilizando las pinzas de crisol para manipular los electrodos y lavarlos con agua destilatada, secarlos bien.

2. Instalar la cuba sin solución, colocando el ánodo dentro de la misma.3. Calentar la solución de Sulfato de Niquel (NiSO4*6H2O) a una temperatura de

60°C. Al alcanzar la temperatura, retirarla con las pinzas y vaciar aproximadamente 200ml de solución en la cuba de acrílico.

4. Introducir al electrodo de Cobre (Cátodo), e inmediatamente colocar las conexiones de caimanes en el lugar correspondiente.

5. Hacer circular corriente eléctrica durante 30 segundos, con un voltaje de 6 Volts, en la celda electrolítica, desconectar después de transcurrido el tiempo.

Observar y tomar nota.

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Segunda Parte.

1. Preparar otro electrodo de Cobre como en la primera parte (puntos 2 y 3).2. Acercar el catodo de 1 a 2 pulgadas de separación con el ánodo, hacer circular la

corriente eléctrica durante 30 segundos y un voltaje de 6 Volts, después extraer el electrodo de la solución. Observar y tomar nota.

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Tercera Parte 1. Preparar el tercer electrodo de Cobre como la primera parte repitiendo los pasos 2 y32. Instalar al centro de la cuba y dentro dela solución caliente el material poroso. Posteriormente hace circular una corriente eléctrica de 6 volts durante 30 segundos, observar y tomar nota, al terminar los electrodos apagar la fuente de la corriente.3. Lavar el material y vacíar la solución de la cuba (Sulfato de Niquel) al vaso de precipitados de 500 cm3. Limpiar perfectamente los electrodos del cobre.

Nota: Si el tiempo del deposito es excesivo , se observará que se forman “Lengüetas” en el cátodo, debido a una densidad de corriente muy alta.

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Cuestionario1. Indique todo lo que se requiere para que exista deposito en el catodo

Se requiere un Ánodo, el cual se oxidará y los electrones viajaran a través de una sustancia electrolíticadonde una celda de energía(externa ) convierte los reactivos de menor energía en productos de mayor energía.

2. Escriba las reacciones que se llevan a cabo en los electrodosSemi-Oxidación en el Ánodo y una Semi-Reducción en el Cátodo.

3. ¿Qué función tiene la fuente de poder en la practica?Se usa la eléctricidad para activar la reacción ya que no es una reacción espontánea.

4. El paso de un Faradio ¿Qué ocasiona?Que se deposite oo se desprenda un equivalente químico.

5. ¿Qué efecto tiene el acercar el catodo al anodo?Que el Cobre sufra el Niquelado a una velocidad mayor porque es menor la distancia a recorrer

6. ¿Qué efecto se logra al introducir un material poroso en el centro de la solución (separando el anodo y el catodo)Una mayor velocidad de ionización porque el corcho solo deja el paso a los electrones

7. ¿Cuál es la diferencia entre una celda electrolítica y una celda galvanica?En una celda electrolítica la energía eléctrica es usada para poder producir energía química y en una celda galvánica la energía química es usada para producir energía eléctrica. Son efectos inversos.

8. ¿Por qué se requiere hacer un decapado previo en las muestras?Para retirar las impurezas del cobre y así porder llevar a cabo en forma el experimento

9. ¿Cuál es el efecto de la concentración de la solución en la parte experimental? Es una Ionización, o de otra manera es la transferencia de electrones del elemento que cede al elemento que acepta, pero de una manera muy visual.

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Bibliografia

“Fundamentos de Quimica” segunda edición Ra2lph A. Burns, Editorial Pearson

Educacion.

“Quimica II” Jose Mariano Bravo/ Jose Luis Rodriguez Huerta, Editorial Gpo Editorial

Exodo.

“Química General” Ebbing, Darrell D., 5ª ed. McGraw-Hill, México, 1997.

“El Mundo de la Química Conceptos y Aplicaciones.” 2 edición; Moore, John W. /.

Addison-Wesley, z México, 2000.