La electroquímica es una parte de la química que se encarga de estudiar las reacciones asociadas con la corriente eléctrica que circula en una celda electroquímica.

I.- Introducción

La electroquímica es una parte de la química que se encarga de estudiar las reacciones asociadas con la corriente eléctrica que circula en una celda electroquímica. Dicha celda electroquímica puede ser definida como cualquier dispositivo que convierte la energía química de una reacción redox en energía eléctrica o viceversa.

Las reacciones redox son un conjunto de semirreaciones químicas, donde un agente de la reacción cede electrones (se oxida) y el otro agente acepta dichos electrones (se reduce):

1. Reacción de reducción: [pic 1]
2. Reacción de oxidación: [pic 2]

Existen dos tipos de celdas electroquímicas, una requiere energía externa para llevar a cabo la reacción, y la otra genera energía eléctrica a partir de las reacciones que ocurren en las semiceldas.1

1. Celda galvánica: es un arreglo consistente en dos electrodos unidos externamente, sumergidos en un electrolito (cada uno por separado) capaz de llevar a cabo una reacción química para producir una corriente eléctrica. Este tipo de celdas se dividen en dos semiceldas  de las cuales una es la oxidante y la otra es la reductora; de por medio cuenta con un puente salino que ayuda a la circulación de los electrones en solución. Las reacciones de esta celda pueden ser reversibles o irreversibles.
2. Celda electrolítica: usa energía eléctrica provista externamente a la celda para que ocurra la reacción química. El proceso de llevar a cabo una reacción redox no espontánea por medio de energía eléctrica se llama electrólisis y se dice que ocurre una reacción redox no espontánea, por dicha imposición de una energía eléctrica.2

Experimentalmente la diferencia de potencial eléctrico entre el ánodo y cátodo se mide con un voltímetro y se le llama voltaje de la celda, potencial de la celda o fuerza electromotriz (fem).

Independientemente del tipo de celda del que se trate, en el ánodo ocurre la oxidación del metal y en el cátodo la reducción del metal que de igual manera, funge como electrodo.

II.- Objetivos

• Identificar el tipo de celda que se utiliza y cuáles son sus características principales.
• Determinar el potencial de celda o fuerza electromotriz.
• A partir de dos electrodos, determinar cuál fungirá como cátodo y cuál como ánodo.
• Conocer la utilidad e importancia de un puente salino.
• Identificar los tipos de reacciones de una celda electroquímica.

III.- Descripción del experimento

3.1. Electrólisis de yoduro de potasio (KI)

Se preparó una solución de KI con una concentración de 0.1M y se le añadió una gota de fenolftaleína; dicha solución se colocó en un tubo U y al mismo tiempo se armó un sistema de electrólisis con un soporte universal, fuente de poder, caimanes, electrodos y el tubo en U.

Se electrolizó durante tres lapsos de tiempo distintos: 5, 10 y 15 minutos y por cada intervalo de tiempo se tomaron muestras. Con ayuda de una pipeta Pasteur se retiró 1mL del líquido café incrustado en el ánodo para posteriormente transferirlo a un tubo de ensayo; se agitó la muestra en conjunto con 1mL de CCl4  y se observó la apariencia del fluido para registrar los datos requeridos.

3.2. Medición del potencial de celda

Se prepararon 100mL de Cu(NO3)2, 100mL de Zn(NO3)2, 100mL de Pb(NO3)2 todas con una molaridad de 0.5M y en este caso ya no fue necesario preparar el puente salino, pues el personal de laboratorio lo tenía ya listo.

A continuación se montaron las celdas galvánicas utilizando las soluciones anteriormente preparadas y el puente salino para conectar ambas semiceldas. Se conectó un multímetro para medir el flujo de electrones que circulaban en el circuito.

3.3. Construcción de una serie electromotriz

Lo primero fue retirar las impurezas de las láminas de Cu, Zn, Pb, Fe, Al, Ni y Mg con la ayuda de una lija y después con acetona. Como siguiente paso se tomó la lámina de cobre y se introdujo dentro de un trozo de papaya como electrodo y del otro lado se fue cambiando la lámina de diferente metal, esto con la finalidad de medir la diferencia de potencial entre los dos metales con la ayuda de un multímetro.

3.4. Cobreado de hierro por electrólisis

Para preparar la superficie del electrodo, se lijó la placa de cobre y se puso en una disolución de HCl al 4% (preparada anteriormente) durante 10 minutos y al finalizar se lavó con agua destilada. Se pesaron 5g de CuSO4, se agregaron a un vaso de precipitados con 150mL de H2O y se mezcló con un agitador de vidrio hasta disolver.

Se montó la celda de electrólisis y se fijó un potencial de 0.1V; se observó el cobreado y se registraron las observaciones pertinentes.

lV.- Diagrama de bloques

4.1 Electrolisis de yoduro de potasio.[pic 3]

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4.2 Medición del potencial de celda

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4.3 Construcción de una serie electromotriz [pic 35]

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4.4 Cobreado de hierro por electrolisis

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V.-Resultados

5.1.  Electrólisis de yoduro de potasio (KI)

El elemento presente en el cátodo después de la electrólisis es:

Yoduro 1-

El elemento presente en el ánodo después de la electrólisis es:

...