Practica 5 ESIME ZACATENCO

Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica

ENLACES

Equipo: 3

Colín Meza Horus Mizraim

Jiménez Reyes Arturo Josafat

Martínez Muñoz Daniel Ismael

Pérez Martínez Ana Karen

Zamora Hernández Víctor Hugo

Prof. Robles Salas Jesús Daniel

Fecha de Realización: 26 de Enero del 2015

Fecha de Entrega: 9 de Febrero del 2015

Objetivo

El alumno aplicarlos conocimientos de Electroquímica para obtener un electro deposito, con los materiales proporcionados en el laboratorio de química.

Consideraciones Teóricas

Se basan en los procesos Redox

Mg + Hcl  Mgcl2 +H2 El Mg se oxida, El H se reduce. Ambas reacciones ocurren simultáneamente.

Cu So4 + Zn - ZnSo4 + Cu

Zn + Cu++ - Cu + Zn+2 Cuando un átomo de Zn, se oxida, dona dos electrones al ión Cu++ que se reduce.

Cu++ + 2ē  Cu Y Zn  Zn + 2ē La reacción global , es la suma de las dos semirreacciones

Celdas Galvánicas

Las reacciones reducen se dan cuando el agente oxidante entra en contacto con el agente reductor

Puedo separar el agente oxidante del reductor y unirlos a través de un medio conductor externo; así al progresar la reacción habría un flujo constante de es y se generaría electricidad. Este dispositivo es una celda electroquímica, galvánica o voltaica; en estos casos la electricidad se da gracias a reacciones espontáneas.

Los es se transfieren directamente en la disolución, desde el agente reductor hasta el agente oxidante.

ZnSo4 CuSO4

En el ánodo: Zn  Zn+2 + 2ē y en el cátodo: Cu+2+ 2ē  Cu

Los iones Cu+2 reaccionarán directamente con la barra del cinc.

Cu+2 + Zn  Cu + Zn + 2 y no habrá W eléctrico. Útil, a menos que las 2 soluciones estén separadas y para completar el circuito, los 2 soluciones deben conectarse a través de un ½ conductor en el cual puedan moverse los cationes y aniones.

Los iones del Kcl o NH4NO3 no deben reaccionar con los Cu+2 o Zn+2

Los es fluyen externamente desde el ánodo hasta el cátodo a través del alambre.

En la disolución Zn+, Cu+2, K+ migran al cátodo (a través de la disoluciones neutra Kcl), Mientras que So4 y cl- migran hacia el ánodo

ε0 condiciones de estado estándar

Si los electrones fluyen del ánodo al cátodo significa que hay una diferencia de potencial entre los electrodos, llamado fuerza electromotriz FEM (E)

La FEM se mide en voltios y se llama VOLTAGE DE LA CELDA, POTENCIAL DE LA CELDA (la FEM de una celda depende de la naturaleza de los electrodos, de la concentración de los iones y de la temperatura a que opera la celda)

Diagrama de la Celda

Zn(s) |Zn+2 (ac1m) |KCL (sat) |Cu+2(ac1m) |Cu(s) Las verticales son limites de fase

Potenciales estándar del Electrodo

Cuando los [Zn+2] es igual [Cu+2]1M, hallamos que FEM de la celda es 1.10 v a 25°c

Una reacción de reducción en un electrodo cuyos solutos son 1M y cuyos gases están a 1atm, tiene un potencial, que se llama potencial estándar de reducción. Así, el potencial estándar de reducción del electrodo de H es cero. El electrodo mismo se conoce como electrodo estándar del H (EEH).

La reacción total de la celda, es la suma de las dos semireacciones la FEM puede considerarse como la suma de los potenciales eléctricos en los 2 electrodos (Zn y Cu)

Si conozco el valor de un electrodo, puedo conocer al otro por sustracción (1,10 -?)

No es posible conocer el potencial de un solo electrodo, pero si asignamos al electrodo de H el valor de cero a 1atm. El electrodo de H es de referencia.

Pt = superficie en la que se lleva a cabo la disociación del H2 ; conductor eléctrico para el circuito externo.

H2 2H+ + 2ē

2H+ (ac. 1M) + 2ē  H2 (1atm) εo=0 Volt o sea que el potencial para la reducción, se define con un valor exacto de cero.

El Cloro Cl- al entregar los ēs queda oxidado Cl2, que se desprenderá en forma gaseosa.

El SO4(2-))también se oxida quedando SO4 ¿Qué pasa con el?

Es claro que el Zn de la varilla se oxida a Zn+2 y que va al cátodo. La varilla se va gastando, signo de oxidación

¿Qué pasa con el cátodo? Zn+2 + K+ + 2H+ Zn, K, H2

Es fácil que el Zn reaccione con H+ + Cl-

formando Zn++, Cl- y el K haga lo propio y el H también y así sigue la cadena

Se aumentará el H signo de reducción

1 - En el caso 1 el Zn es electrodo oxidante es el ánodo ya que la masa del electrodo de Zn, disminuye, ya que hay pérdida de Zn hacia la disolución, por la reacción de oxidación.

Zn (s) Zn+2 + 2 ē

DIAGRAMA DE CELDA

Zn (s) |Zn+2 (ac 1m)|KCl (saturado)|H+ (soln 1m)| H2 g, 1atm |Pt (s)

Si todos los reactivos están en estado estándar H2 (g) a 1atm y los iones H+ y Zn+2 a 1M la fuerza electromotriz de la celda, es 0,76 V

Las semireacciones de celda, son como sigue

Ánodo Zn (s) Zn+2 + 2ē (ac. 1M) ε° Zn/Zn++

Cátodo 2H+ + 2ē H2 (g. 1atm) ε° H+/H2

Global Zn (s) + 2H+ (ac. 1M)  Zn2+ (ac.1M) + H2 (g. 1atm) ε° de celda

ε°= Zn/Zn+2 potencial estándar de oxidación para la semireacción Zn(s)  Zn2+(ac.1M)+2ē de oxidación.

H+/H2 significa 2H+ + 2ē H2

H+/H2 es el potencial estándar de reducción previamente definido por EEH. La FεM estándar de la celda ε° celda es la suma del potencial estándar de oxidación y el potencial estándar de reducción.

ε° celda = ε°ox + ε°°red

ε° celda ε°Zn/Zn2+ + ε°H+/H2

0,76 V = ε° Zn/Zn2+ + ε°H+/H2

0,76

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