Practica 2

PRACTICA 2: COULOMBIMETROS Objetivo: 

Determinar las eficiencias de las semireacciones que se efectúan en los diferentes coulombímetros por comparación de las masas expe rimentales en los productos primarios obtenidos por electrolisis con respecto a la predicción farádica.

Objetivos específicos:  

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Identificar los tipos de coulumbimetros utilizados. Determinar las reacciones electroquímicas de oxidación y reducción en cada coulombimetro. Construir un circuito electroquímico compuesto por tres coulombimetros conectados en serie. Relacionar la cantidad de masa producida (solido, líquido y gas) durante la electrolisis con la cantidad de masa teórica calculada a partir de la cantidad de electricidad consumida.

INTRODUCCION: COULOMBÍMETROS La cantidad de carga que pasa a través tra vés de una celda puede determinarse al a l medirse la corriente como una función del tiempo y determinando el área bajo la curva corriente  – tiempo resultante. Para esto se emplea un galvanómetro calibrado con una respuesta –tiempo corta.  Alternativamente, los coulombímetros químicos son extensamente empleados. Consisten en una celda electrolítica en serie con una celda experimental, por eso la misma cantidad de electricidad pasa por ambas. La reacción química del ánodo o del cátodo del coulombímetro debe ocurrir con 100% de eficiencia y debe ser fácil y exactamente medida.

COULOMBÍMETRO DE YODO

El yodo formado en el ánodo se adapta muy bien para medir muy pequeñas cantidades de electricidad y puede determinarse espectroscópicamente empleando soluciones estándar de yodo (±1mg de I2 ≡ 0.76 C). Mide cantidad de electricidad

tan bajas como 0.1%.

COULOMBÍMETRO DE COBRE El coulombímetro de cobre sirve para medir ciertas cantidades de electricidad y es bastante exacto para la mayor parte de los propósitos. Mide cantidades de electricidad por arriba de 0.1 F La ganancia en peso del cátodo proporciona el número de coulombios pasados (0.3290 mg, el equivalente electroquímico del cobre, se depositan por el paso de 1C).

COULOMBÍMETRO DE PLATA Éste es el más exacto de los coulombímetros y puede usarse midiendo: a) Cuánta plata metálica se ha depositado sobre un electrodo inerte (cátodo de platino) o b) Cuánta Ag+se obtiene a partir de la disolución del ánodo.

DESARROLLO EXPERIMENTAL:

Para Coulombimetro de peso

Lijar los tres electrodos de cobre, lavarlos con agua destilada y luego con alcohol, secarlos y pesar uno de ellos cuidadosamente en la balanza al electrodo que se designe como cátodo (M1)

Llenar con solucion de CuSO 4 un vaso de e instalar en el Coulombimetro de peso.

Para el Coulombimetro de volumen

Vertir en el cristalizador la solucion de NaOH, y colocar dentor el Coulombimetro de volumen

Abrir la pinza Mohr y succionar por la manguera, utilizando una perilla, la solucion de NaOH hasta llenar la columna del Coulombimetro. Cerrar la pinza y annotar el nivel inicail N1.

Para Coulombimetro de titulacion.

Llenar un tubo de Nernst con la solucion de KI y colocar los electrodos de acero inoxidable. No apretar el tapon ya que se debe permitir la salida del H2 que se forma

El catodo del Coulombimetro funcionara como switch del sistema electrolitico. Conectar la fuenta de corriente directa a 25 V

Colocar el catodo en su  posicion en el coulombimetro y tomar la lectura de la intensidad de corriente (A), cada 30 s que y anotar el tiempo transcurrido en (s)

Quitar el catodo de peso, enjuagarlo con agua destilada, luego alcohol, ponerlo en la estufa, y una vez seco pesarlo nuevamente (M2)

El experimento concluye al registrar la columna colectora un nivel que no exceda 1 cm3 antes de su nivel minimo o inferior, y en ese momento...

En el Coulombimetro de volumen se marca el nuevo nivel (N 2) y se determina el volumen desplazado (Vleido)

Del Coulombimetro de titulacion se vacia en un matraz Erlenmeyer toda la solucion de la columna que contiene yodo.

Agregar una gota de H2SO4 y unas gotas de almidon como indicador y titular con solucion de Tiosulfato de sodio

Anotar el volumen de Tiosulfato gastado (Vtio)

Cálculos: Datos: t=

s , A=

Amp.

a) Coulombímetro de peso Nomenclatura: Mreal= peso real de cobre obtenido(g) Mteórico=peso teórico de cobre obtenido I= intensidad t= tiempo ɳ =eficiencia (%) EQ= equivalente químico Cu=63.54/2 Mreal= M2 – M1

é =

ɳ=

 ∗  ∗ 

 

96500

 ∗ 100 =

b) Coulombímetro de Volumen Datos: Tamb.=

°C, Pv=

mmHg, I=

Amp.

Nomenclatura: V=volumen P= presión atmosférica (mmHg) T=temperatura amb. °C Q= coulombs I=intensidad de corriente (A) Pv= presión de vapor T=tiempo N1= nivel inicial N2= nivel final Vleído= N2-N1 Vleído = ml Q= I * t Q=  =

í ∗ (. . −) ∗ 273 (. . +273) ∗ (760)

é = 0.174 ∗ 

ɳ=

 

 ∗ 100 =

c) Coulombímetro de Titulación Datos: Nomenclatura: EQ= equivalente químico del I (126.9/1) V= volumen (I) N= normalidad de Na2S2O3 (g eq / I) Mreal= peso real del I (g) Mteorica=peso teórico del yodo formado T= tiempo (s) I= intensidad de corriente (A)

 = ( ∗ ) ∗ 

é =

ɳanódica =

 

 ∗  ∗  96500

∗ 100 =

%

TABLA DE RESULTADOS: COULOMBIMETRO DE PESO M real (g) M teorico (g) Ƞ

COULOMBIMETRO DE VOLUMEN V real (L) V teórico (L) Ƞ

COULOMBIMETRO DE TITULACION a real (g) A teorico (g) Ƞ

Referencias bibliográficas: www.feriadelaciencias.unam.mx Giordano, José Luis El conductor eléctrico (Ley de Ohm) Profísica. Chile [13-5-2008] https://www.legrand.cl/catalogos/nuevos/guia_de_potencia/files/assets/common/downloads/page0067.p df 

https://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/sobretension B. Zamora Celis, D. Estrada Guerrero, M.F. Sánchez Salmerón, C. Escamilla Montufar. Manual de  prácticas de laboratorio de electroquímica. Práctica 1: Electrólisis. ESIQIE-IPN 2006.