Electrolisis y Determinacion de Areas Anodicas y Catodicas Informe 1

(1)

Electrólisis y Determinación de Á

reas A

nódicas y Catódicas

Nathalia Calderon Sanch

Nathalia Calderon Sanchez, Andres ez, Andres Fandiño, Carlos CandelaFandiño, Carlos Candela

1.

1. IIntntroroduducccciiónón

Ciertas sustancias, (ácidos, hidróxidos, sales Ciertas sustancias, (ácidos, hidróxidos, sales y

y alaluunonos s óxóxididos os memetátálilicocos s didisusueleltotos s oo !undidos" son conductores de electricidad al !undidos" son conductores de electricidad al mismo tiem#o $ue se descom#onen al #aso mismo tiem#o $ue se descom#onen al #aso de

de la la cocorrirrientente e elel%c%ctritricaca, , estestas as llllamamadaadass electrolitos& A tal !enómeno se le denomina electrolitos& A tal !enómeno se le denomina electr

electrólisiólisis s y y consticonstituye tuye !undam!undamentalmentalmenteente un #roceso de oxidación reducción $ue se un #roceso de oxidación reducción $ue se desarrolla 'no es#ontáneamente' es decir, un desarrolla 'no es#ontáneamente' es decir, un conunto de trans!ormaciones $ue im#lican conunto de trans!ormaciones $ue im#lican un aumento de ener)a li*re del sistema, y un aumento de ener)a li*re del sistema, y #or

#or ende, ende, re$uiere re$uiere #ara #ara su su realización realización elel concurso de una !uerza externa de ener)a& concurso de una !uerza externa de ener)a& +n

+na a rereacaccición ón de de elelecectrtrólólisisis is #u#uedede e seser r considerada como el conunto de dos medias considerada como el conunto de dos medias rea

reacciccioneones, s, ununa a oxoxididaciación ón ananódiódica ca y y unauna re

reduduccccióión n cacatótódidicaca& & aas s rereacaccicionones es $u$uee ttiieenneen n lluuaar r een n lloos s eelleeccttrrooddoos s dde e llaa ele

electrctróliólisis sis estestán án en en eneneral eral detdetermierminadanadass #or

#or leyes leyes ener%ticas, ener%ticas, as) as) como como en en la #ila, la #ila, lala re

reaacccicióón n eencncaadda a eellececttroroddo o ees s lla a $$ueue corres#onde a una reacción $ue #roduzca la corres#onde a una reacción $ue #roduzca la máxima disminución de ener)a li*re, en la máxima disminución de ener)a li*re, en la electrólisis se #roducirán las reacciones $ue electrólisis se #roducirán las reacciones $ue co

corrrreses#o#ondndan an a a ununa a rereacaccición ón tototatal l $u$uee #roduzca

#roduzca el el m)nimo aumento m)nimo aumento de de ener)aener)a li*re&

li*re&

Se #uede decir $ue una celda -oltaica #osee Se #uede decir $ue una celda -oltaica #osee una !uerza electromotriz (FE." $ue mue-e una !uerza electromotriz (FE." $ue mue-e los electrones del ánodo al cátodo a tra-%s los electrones del ánodo al cátodo a tra-%s del circuito externo& El orien de la FE. es del circuito externo& El orien de la FE. es una di!erencia de ener)a #otencial entre los una di!erencia de ener)a #otencial entre los

dos electrodos de la celda& a !em de la dos electrodos de la celda& a !em de la celda se llama

celda se llama potencial de celda,potencial de celda, y se midey se mide een n --oollttss& & EEl l ##ootteenncciiaal l dde e cceelldda a eenn con

condidicicioneones s estestánándar dar se se conconococe e comcomo o lala FEM

FEM estestándándarar oo potpotenciencial al estestándándar ar dede celda

celda&& 2.

2. OObjbjetetivivosos:: •

• /ro!undizar en los conce#tos *ásicos $ue/ro!undizar en los conce#tos *ásicos $ue

rien el com#ortamiento de las celdas rien el com#ortamiento de las celdas electro$u)micas&

electro$u)micas&

•

• DiDi!er!erencenciaiar r y y comcom#re#rendender r el el #a##a#el el dede

ca

cada da ununo o de de lolos s cocom#m#ononenentetes s de de lalass celdas electro$u)micas&

celdas electro$u)micas&

•

• DeDescscriri*i*ir r el el cocom#m#orortatamimienento to de de lalass

celdas electro$u)micas y relacionarlo con celdas electro$u)micas y relacionarlo con eel l ccomom##ororttaammiieentnto o tteeóóriricco o sese00nn di!erentes con!iuraciones em#leadas& di!erentes con!iuraciones em#leadas&

•

• CoCom#m#rerendender r #o#or$ur$ue e la la cicin%tn%ticica a de de lala

reacció

reacción n es es directadirectamente #ro#orcionmente #ro#orcional al alal am#erae&

am#erae&

•

• DDeemmoossttrraar r $u$ue e a a mmeedididda a $$uue e se se llee

adiciona NaCl a la solución su am#erae adiciona NaCl a la solución su am#erae aumenta&

aumenta& 3

3.. CCOO!!EEII""OO 2.

2.1 1 E#E#uiuipoposs, , ininststruru$e$entntoos s %&%&oo $ateriales.

$ateriales.

Fuente de corriente D&C Fuente de corriente D&C

Electrodos de di!erentes materiales Electrodos de di!erentes materiales 1 -asos de -idrio de 233 ml

1 -asos de -idrio de 233 ml 4 .ult)metro

(2)

Llenar en un vaso de precipitado hasta ¾ de su volumen con agua e

introducir los electrodos lijados conectando cada electrodo a una

terminal de la fuente. Aplicar fenolftaleína y registrar lo observado

Encienda la fuente y aplique una diferencia de potencial 1V  registrar

datos y comportamiento

Aumente el voltaje de 1V cada ve! hasta "V repitir procedimiento usando soluci#n al $% de &a'l. 'ambie electrodos y repita proceso

Llenar en un vaso de precipitado hasta ¾ de su volumen con soluci#n de &a'l al $ %

introducir dos electrodos bien lijados y de materiales diferentes

'onectar el multímetro en la opci#n de voltaje directo

(omar la lectura cada )* segundos hasta que estabilice + Apro,imadamente $-1*

minutos.

/epertir el procedimiento con soluci#n al 1* % de &a'l y con soluci#n al 1$ %

de &a'l 1 Caimanes 'eactivos Cloruro de sodio Fenol!tale)na 2.2 M(todos % )rocedi$ientos )*'!E 1 )*'!E 2 2.3 Cálculos % resultados )*'!E I +ierro  Cobre -

!ie$po /s0 )olaridad )olaridad invertida 23 3&451 63&375 53 3&487 63&371 93 3&427 63&388 413 3&421 63&38: 483 3&4;5 63&385 473 3&483 63&38: 143 3&4;: 63&385 1;3 3&4;7 63&354 1:3 3&4;5 63&353 233 3&4;5 63&354

(3)

POLARIDAD INVERTIDA 5 0 2& POLARIDAD 5% 01LA/23A3 POLARIDAD INVERSA 5% 01LA/23A3 2&VE/(23A POLARIDAD 5% 01LA/23A3 +ierro raito

!ie$po /s0 )olaridad )olaridad invertida 23 3,4;; 63,312 53 3,4; 63,3;5 93 3,484 63,355 413 3,4;4 63,3: 483 3,42; 63,387 473 3,418 63,358 143 3,395 63,387 1;3 3,35 63,355 1:3 3,37 63,37: 233 3,374 63,375

(4)

+ierro 4inc

!ie$po /s0 )olaridad )olaridad invertida 23 63,4:; 3,4;7 53 63,459 3,4;; 93 63,47 3,4;8 413 63,45: 3,4;8 483 63,45; 3,4;; 473 63,454 3,4;2 143 63,487 3,4;1 1;3 63,48: 3,4;4 1:3 63,485 3,4;1 233 63,48 3,4;1

Tabla3 datos experimentales hierro-Zinc con 5% de NaCl

POLARIDAD INVERTIDA 5%

01LA/23A3 2&VE/(23A

POLARIDAD 5%

(5)

Cobre raito POLARIDAD INVERTIDA 5 01LA 2&VE POLARIDAD 5% 01LA

!ie$po /s0 )olaridad )olaridad invertida 23 3,45 63,44: 53 3,4;5 63,445 93 3,425 63,445 413 3,42 63,445 483 3,415 63,448 473 3,412 63,442 143 3,41 63,44 1;3 3,44: 63,437 1:3 3,445 63,435 233 3,448 63,438

Tabla4 datos experimentales cobre-grafito con 5% de NaCl

Cobre 4inc

!ie$po /s0 )olaridad )olaridad invertida 23 3,475 63,484 53 3,4:4 63,4;7 93 3,455 63,4;5 413 3,454 63,4;8 483 3,4;9 63,4;; 473 3,4;5 63,4;2 143 3,4;: 63,4;1 1;3 3,4;8 63,4;4 1:3 3,4;4 63,4;1 233 3,4; 63,4;1

(6)

POLARIDAD INVERTIDA 01 2& POLARIDAD INVERTIDA 5% 01LA/23A3 2&VE/(23A POLARIDAD 5% 01LA/23A3 POLARIDAD 5% 01LA/23A3 raito 4inc

!ie$po /s0 )olaridad )olaridad invertida 23 3,475 63,484 53 3,4:4 63,4;7 93 3,455 63,4;5 413 3,454 63,4;8 483 3,4;9 63,4;; 473 3,4;5 63,4;2 143 3,4;: 63,4;1 1;3 3,4;8 63,4;4 1:3 3,4;4 63,4;1 233 3,4; 63,4;1

(7)

)*'!E II 5 C  4n 5 C  4n 6oltaje /60 Corriente /*0 Observaciones 1 7  2 7  3 7  8 7  - 7  9 7,2  9 /2722 60 2,7;   C 5 4n  C 5 4n 6oltaje /60 Corriente /*0 Observaciones 1 7,73 Coloración

2 7,7< <ur*ueo del ra!ito

3 7,2 Coloración y *ur*ueo aumenta 8 7,2- Coloración y *ur*ueo aumenta - 7,3 Coloración y *ur*ueo aumenta 9 7,,8-El =n se des#rende le-emente y el ra!ito #resenta *ur*ueo 9 /1=27 60 2,7; <ur*ueo intenso& Se corroe el =n& Des#rendimiento de calor&

No hay cam*ios en la solución Cu  C 5 Cu  C 5 6oltaje /60 Corriente /*0 Observaciones 1 7 6 2 7 6 3 7,71 6 8 7,78 Co*re e!er-esce y *ur*ueo en el ra!ito - 7,7= Co*re e!er-esce y *ur*ueo en el ra!ito 9 7,12 Co*re e!er-esce y *ur*ueo en el ra!ito 9 /292; 60 1,3-E!er-escencia de am*os y no hay cam*io de color Cu 5 C  Cu 5 C  6oltaje /60 Corriente /*0 Observaciones 1 7 6

2 7,72 <ur*ueo del ra!ito

3 7,79 <ur*ueo y e!er-escencia del ra!ito 8 7,11 <ur*ueo y e!er-escencia del ra!ito - 7,18 <ur*ueo y e!er-escencia del ra!ito 9 7,1; <ur*ueo y e!er-escencia del ra!ito 9 /2-2; 7,33 Coloración amarilla

(8)

60 Cu 5 4n  Cu 5 4n  6oltaje /60 Corriente /*0 Observaciones 1 7 6 2 7,78 6 3 7,1 E!er-escencia #or

#arte del =inc

8 7,1- E!er-escencia #or

#arte del =inc

- 7,19 E!er-escencia #or

#arte del =inc

9 7,2= E!er-escencia #or

#arte del =inc

9 /2-2; 60 1,8 Coloración amarilla y hay un aumento considera*le de la e!er-escencia Cu  4n 5 Cu  4n 5 6oltaje /60 Corriente /*0 Observaciones 1 7,79 E!er-escencia del Co*re 2 7,11 E!er-escencia del Co*re 3 7,1; /resencia de color morado en el Co*re 8 7,3 /resencia de color morado en el Co*re - 7,81 /resencia de color morado en el Co*re y la solución e!er-esce 9 7,-/resencia de color morado en el Co*re y la solución e!er-esce 9 /232860 2,7; >rans!erencia de calor Fe 5 4n  Fe 5 4n  6oltaje /60 Corriente /*0 Observaciones 1 7,72 6 2 7,79 E!er-escencia del =inc 3 7,13 E!er-escencia del =inc 8 7,1= E!er-escencia del =inc - 7,29 E!er-escencia del =inc 9 7,3; E!er-escencia del =inc 9 /272360 2,7; <ur*ueo moderado& El hierro toma coloración nera y la solución toma una coloración amarillo -erdoso Fe  4n 5 Fe 5 4n  6oltaje /60 Corriente /*0 Observaciones

1 7,7= <ur*ueo del hierro 2 7,22 <ur*ueo de am*os elementos& 3 7,82 Aumento *ur*ueo y cam*io de color 8 7,-8 Aumento de *ur*ueo - 7,; Aumento de *ur*ueo 9 7,< Aumento de *ur*ueo 9 /181960 2,7= >rans!erencia de calor