Celdas Glavanicas

QUIMICA ANALITICA

“REPORTE DE LA TERCERA PRACTICA DE LABORATORIO”

Elaboración de una celda galvánica

INTRODUCCIÓN:

Una Celda o pila eléctrica es un circuito eléctrico constituido por dos electrodos y una solución de electrólitos. Un electrodo funciona como un aceptor de electrones y el otro como un dador de electrones. Hay dos tipos generales de celdas electroquímicas: electrolítica y galvánica. [1]

Una celda Galvánica es un dispositivo para obtener trabajo eléctrico a partir de una reacción de transferencia de carga. En este dispositivo, hay un flujo neto de electrones por el circuito externo. El flujo de electrones por el circuito externo se mide como una corriente eléctrica. [2] Es aquella en la cual la energía química es convertida en energía eléctrica por medio de una reacción química espontánea. La corriente, que es el resultado de una reacción de oxidorreducción, en general, continua en tanto se disponga de todos los componentes. [1]

Para construir una celda galvánica se requieren dos compartimientos separados. Cada uno con un electrodo, que es la fase metálica que conecta con el circuito externo. Para que haya continuidad eléctrica, ambos compartimientos se unen por un puente salino que es un medio iónico en el cual los iones son transportados por gradiente de concentración (difusión) y por la diferencia de potencial entre los dos compartimientos (migración). Se construye con una solución saturada de un electrolito fuerte, como KCl, inmovilizada en un gel. [2]

El electrodo en el cual se produce la reducción química se denomina Cátodo, y aquel en el cual tiene lugar la oxidación se denomina Ánodo. En algunas celdas electroquímicas los electrodos comparten la misma solución electrolítica (celdas sin uniones liquidas). En otros casos el puente salino puede tomar la forma de un tubo con forma de U. [1]

Para establecer una escala de potenciales de semirreacción, se ha adjudicado un valor arbitrario de referencia a un determinado electrodo. El electrodo escogido como referencia es el electrodo estándar de hidrógeno, constituido por una disolución de H+ de concentración 1 M, a través de la cual se burbujea gas H2 a 1 atm de presión, y al cual se le asigna un valor de potencial de 0,00 voltios. Así, para determinar el valor de ε° de un electrodo estándar como el de la semirreacción anterior, se compara con el electrodo estándar de hidrógeno, de manera que la pila vendría representada de la siguiente forma:

Pt | H2(g, 1 atm) | H+(1M) || Cu+2(1M) | Cu(s)

El potencial estándar de una célula, E°cel, es la diferencia de potencial o voltaje de una célula formada por dos electrodos estándar. La diferencia se toma del siguiente modo:

ε°cel = εº+ - εº- = εºcátodo – εºánodo

De esta manera se obtienen los potenciales de cualquier electrodo; para el esquema de pila planteado se obtiene:

ε°cel = εº(Cu+2 /Cu) - εº(H+/H2) = 0,34 v = εº(Cu+2 /Cu) – 0 v = 0,34 v

OBJETIVO:

1. Observar experimentalmente una reacción de oxidación-reducción comprobando la tendencia a la oxidación de varios metales en función de los potenciales estándar de reducción.

2. Elaborar una pila galvánica y medir el potencial de la celda.

MATERIALES:

2 Vaso de precipitados de 100mL.

1 Vaso de precipitados de 250mL.

2 Matraz aforado de 100 mL

1 espátula

1 probeta de 100 mL

1 piseta

1 tubo de vidrio en forma de U

1 probeta de 100 mL

EQUIPOS:

1 balanza analítica

1 voltímetro

REACTIVOS:

Sulfato cúprico (CuSO4)

Sulfato de zinc (ZnSO4)

Lamina de Cu

Lamina de Zn

Cloruro de potasio (KCl)

Agar – agar

PROCEDIMIENTO:

Se tomó la cantidad suficiente de agar-agar preparado previamente por el quipo dos para que solidifique, colocándolo dentro del tubo de goma y se dobló en forma de U, se dejó reposar sobre un vaso de precipitado hasta que solidificó.

Las soluciones de sulfato cúprico y sulfato de zinc ya se encontraban preparadas por lo que únicamente se tomó un aproximado de 80mL en dos vasos de precipitados de 100mL para cada solución.

Se introdujeron las láminas de cobre y zinc dentro de cada solución, en el vaso con solución de sulfato cúprico se introdujo la lámina de cobre y en la solución de sulfato de zinc la lámina de zinc.

Se conectaron las celdas mediante el puente salino, cada lámina se conectó a un caimán del voltímetro para la lectura del voltaje.

Finalmente se conectaron las celdas a un led para intentar que este se encendiera.

DISCUSIONES Y RESULTADOS:

Se elaboró una celda galvánica con puente salino. Se llegó a un acuerdo de tener como ánodo en el electrodo de Zn ya que se produce una oxidación, por lo tanto

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