Analizar el comportamiento del potencial eléctrico respecto a las variaciones de la temperatura

Potenciales termodinámicos

Prctica #1

Objetivos:

• Analizar el comportamiento del potencial eléctrico respecto a las variaciones de la temperatura
• Determinar la entropia y entalpia con base en la temperatura y el trabajo eléctrico
• Interpretar físicamente la diferencia de entropia, entalpia y el criterio de espontaneidad de nuestra reaccion

Desarrollo Experimental:

Ya que nuestro sistema venia ensamblado solo daremos la descripción del mismo, posteriormente explicaremos el procedimiento que se siguió

Descripción del sistema:

En un matraz Erlenmeyer de 250 ml, se introdujo aproximadamente 100 ml de aceite de nujol, dentro se colocó el porta pilas conectado a la pila de Ag-Zn, además se conectaron los cables de conexión banana y se hicieron pasar a través de un tapón de hule bihoradado.

Procedimiento experimental

1. En un vaso de precipitados de 1000 ml se colocaron hielos, suficientes para cubrir la parte baja del matraz y tapar hasta la altura del aceite de nujol
2. Se conectaron los cables banana al multímetro de acuerdo a[pic 1]

1. Borne de conexión o jack para el cable rojo con punta para mediciones de voltaje (V), resistencia (Ω) y frecuencia (Hz).[pic 2]
2.  Borne de conexión o jack negativo: Aquí siempre se conecta el cable negro con punta.

1. Una vez hecho esto, la  llave selectora del tipo y rango de medición se colocó en corriente directa.[pic 3]
2. Y se ajustó el multimetro con el botón de alta resolución
3. Una vez se ajustaron estos detalles, se procedió a encender el multímetro y se midió la diferencia de potencial a temperatura ambiente, una vez realizado esto, se siguió a enfriar en el hielo el matraz, se dejó un minuto reposar y se midió el voltaje a esta temperatura
4. A continuación se colocó sobre el agitador magnético y se encendió, se tomaron los datos cada 5 grados celsius hasta llegar a los 50 grados.

        Con lo datos obtenidos, se realizó la siguiente tabla

Tabla 1

Manejo de Datos

Una vez obtenidos los datos procedemos a escribir la reacción que se está llevando a cabo en la pila

 Zn (s) + 2 OH. −→ ZnO (s) + H2O (l) + 2e. −. ÁNODO

Ag2O (s) + H2O (l) + 2e. − → 2 Ag (s) + 2 OH−. CÁTODO

Ag2O (s) + Zn (s) → 2 Ag (s) + ZnO (s)  REACCIÓN GENERAL

Ahora comenzamos a hacer los cálculos correspondientes y empezando por:

sabemos que el trabajo eléctrico (W elec)=-qE

Donde q=calor y E=diferencia de potencial

pero q=nF

Donde n= # de moles y F=96500 c/mol

Por lo tanto [pic 4]

Con base en la tercera ecuación de la termodinamica

dG= SdT + VdP + d(Welec)  

considerando P y T cte.

dG= d(Welec)

[pic 5]

y sabemos que

 [pic 6]

como hay diferentes tipos de trabajo se sumaran cada tipo de trabajo

[pic 7]

Y ahora vamos con

[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

y también sabemos que G= H + TS por tanto

 y a T y P cte.[pic 11]

 igualamos y tenemos[pic 12][pic 13]

=[pic 14][pic 15]

con los datos registrados en la tabla 1 podemos conocer Welec=[pic 16]

Tabla 2

Datos obtenidos de la siguiente fórmula

...