proyecto celdas electroliticas

CELDAS ELECTRLITICAS I.

OBJETIVOS I.1. Construir una celda electrolítica e identificar cuáles son sus elementos. I.2. Medir variables eléctricas(voltaje, amperaje, ) I.. !eterminar cuál es la influencia de la distancia distancia entre los electrodos sobre las variables eléctricas.

II.

MARCO TEÓRICO II.1. Electrolisis "lectrolisis "lectrolisis es el proceso donde se emplea una determinada determinada cantidad cantidad de ener#ía eléctrica $aciéndola pasar a través de una sustancia en soluci%n o fundida ocasionando en ella cambios &uímicos. 'a electrolisis se lleva a cabo en un dispositivo conocido como celda electrolítica.1

II.2.

Celda electrolítica

'as celdas celdas electro electrolít líticas icas están están constit constituid uidas as por un recipie recipiente nte** el cual cual contiene al electr%lito + debe ser de un material &ue no reaccione con éste, dos electrodos (uno funciona como cátodo + el otro como ánodo) &uiénes permiten el paso de la corriente eléctrica. na fuente de voltaje + un amperímetro.1 -i# /1. Celda electrolítica.

II.2.1. II.2.1. Partes Partes de !a celda celda electr electrolític olítica. a. 2.2.1.1. Celda o c"a electrolítica#  dep%sito, donde ocurre o se lleva a cabo la electrolisis

2.2.1.2. Electrolito#  "s la sustancia capa0 de descomponerse por efecto de la corrient corrientee eléctrica, esto ocurre con a&uellos a&uellos comp compue uest stos os i%ni i%nico coss o cova covale lent ntes es &ue &ue en solu soluci ci%n %n o fundid fundidos os se disoci disocian an en iones, iones, + conduc conducen en la corriente corriente eléctri eléctrica. ca. "l electro electrolito lito siempre siempre va dentro dentro de la celda celda o cuba electrolítica.

2.2.1.$. Electrodo#  on barras o placas #eneralmente metálicas &ue al estar en contacto con el electrolito, lo#ran &ue éste entre en reacci%n, puesto &ue son los terminales de los  bornes de una batería o acumulador de corriente continua (fuente) ueden ser3 - Activos: Cuando además de conducir la corriente eléctrica, reaccionan participando en el proceso + por lo tanto sufren cambios &uímicos durante el proceso  Ejemplo: 4n, Cu, 5#, n - Inertes: Cuando su 6nica funci%n es conducir la corriente eléctrica, reaccionan participando en el proceso + por lo tanto sufren cambios &uímicos durante el proceso.  Ejemplo: 7rafito, t, d

2.2.1.%. C&todo#  "s electrodo &ue lleva electrones a la soluci%n electrolítica o electrolito + es donde ocurre la reducci%n* su car#a es ne#ativa. 'os iones &ue van al cátodo se llaman cationes + son iones  positivos.

2.2.1.'. (!odo#  "s el electrodo &ue saca electrones de la soluci%n electrolítica, + es donde ocurre la o8idaci%n, su car#a es  positiva. 'os iones &ue se diri#en al ánodo, se llaman aniones + son los iones ne#ativos.

2.2.1.). *e!te de e!er+ía#  "n los procesos electrolíticos se usan #eneradores de corriente continua (baterías o pilas conectadas en serie), con la finalidad &ue no produ0can sobrecar#as.2

II.2.2. Pote!cial de la celda. 'a corriente de electrones flu+e del ánodo al cátodo por&ue $a+ una diferencia de ener#ía potencial entre los dos electrodos.

"l ,ote!cial de la celda o -era electro/otri 0 fem &ue aparece reflejado en el voltímetro se obtiene de3

E,ila  Ec&todo3 E&!odo

9a+ &ue tener en cuenta &ue no podemos medir los potenciales absolutos, con los instrumentos de medida de voltaje s%lo  podemos medir diferencia de potencial. "l potencial relativo de un electrodo vendrá dado por3

ERelati4o  EElectrodo3 ERe-ere!cia

ara &ue los datos puedan ser aplicados de una manera #eneral se refieren a un electrodo de referencia3 "lectrodo "stándar de 9idr%#eno &ue se le da por convenio el valor de :,:: voltios. e obtiene así una tabla de potenciales estándar "; referidos al electrodo de $idr%#eno medidos a temperatura de 2< /C (2=> ?elvin)

-i# /2. otenciales electro&uímicos de reducci%n.

'a diferencia de potencial es una medida de la tendencia &ue tiene la reacci%n de transcurrir de un estado de no@e&uilibrio a un estado de e&uilibrio. "l potencial de la celda depende de3 A aturale0a de los "lectrodos A aturale0a de los Iones A Concentraci%n A B emperatura

II.$.

A,licacio!es II.$.1. Electrode,osici5!# "s un proceso electro&uímico en el &ue se usa una corriente eléctrica para reducir cationes en una soluci%n acuosa &ue los contiene para propiciar la precipitaci%n de estos, &ue suelen ser metales, sobre un objeto conductivo &ue será el cátodo de la celda, creando un fino recubrimiento alrededor de este con el material reducido.1

-i# /. "lectrodeposici%n !" Cu + 5#.

II.$.2. Protecci5! Cat5dica

(C) es una tecnolo#ía &ue $a sido utili0ada por décadas en el mundo entero como una protecci%n efectiva para estructuras metálicas contra la devastaci%n del %8ido. !e acuerdo a la Marina de los "stados nidos de 5mérica, la rotecci%n Cat%dica es la mejor forma de control electr%nico de la corrosi%n. "s mu+ utili0ada en las actividades navales para prote#er estructuras sumer#idas + estructuras costeras. e utili0a también ampliamente para prote#er los interiores de los tan&ues de almacenamiento de a#ua.1

-i# /D. rotecci%n cat%dica.

III.

MATERIALES6 I7STR8ME7TOS 9 E:8IPOS

a. Materiales# @ @ @ @ @

2 electrodos de #rafito (pila) 5#ua destilada 2 conectores de 1< cm con sus cocodrilos 1 bandeja de vidrio 2: #r de aCl

". E;i,os # @ @ @

Cámara di#ital 2 Multitester -uente de ener#ía eléctrica

c. I!str/e!tos# @ @ @ @ @

Ee#la métrica 5licate in0as Faso de precipitaci%n de  Hm

Isalida ? ? ? ?.?$ ?.?2 ?.?1 ?.1 ?.1% ?.12 ?.$2 ?.2 ?.2'

Ie!trada ? ? ? ?.?$ ?.?2 ?.?2 ?.1 ?.1% ?.12 ?.$2 ?.2@ ?.2%

"l área de los electrodos de carbono3

5 J 1.DH1: @ m2 ara una distancia de D cm  R= Ƥ

l  A 

 R=1.68 ∗10

−5

Ω

ara una distancia de > cm  R= Ƥ

l  A 

−5

 R=3.36 ∗10

Ω

ara una distancia de 12 cm  R= Ƥ

l  A 

−5

 R=5.03 ∗10

V.2.

Ω

DISC8SIÓ7 DE RES8LTADOS

ra-ica de salida 71# Medici5! del Volta>e e i!te!sidad de corrie!te de salida de!tro de la celda electrolítica

8 7 6 5

voltaje(V)

4

4 cm

3

8 cm

2

12 cm

1 0 0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

Intensidad(A)

3  os damos cuenta a medida &ue aumenta el voltaje en cada etapa de prueba, la intensidad de corriente en #eneral será ma+or, pasando de un estado neutro (voltaje 1) a un valor de intensidad promedio de :.2K (Foltaje K). or lo tanto  podemos decir &ue estos dos parámetros tienen una relaci%n directamente  proporcional.

3

"n la #ráfica de salida nos arroja datos netamente de la fuente, lo &ue nos $ace referencia a la cantidad de electrones e intensidad de estos &ue son aplicados a ambas probetas de #rafito.

3

5 medida &ue aumenta la distancia entre las probetas de #rafito será menor la intensidad de corriente &ue se puede medir, +a &ue se dificulta el paso de electrones con menor capacidad de transporte.

ra-ica de salida 72# Medici5! del Volta>e e i!te!sidad de corrie!te de e!trada de!tro de la celda electrolítica

Chart Title 7 6 5 4 cm 4

voltaje de celda(V)

8 cm

3

12 cm

2 1 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

Intensidad de entrada(A)

3

  "n la #ráfica de entrada, observamos &ue la intensidad + el voltaje suelen disminuir en comparaci%n con la #ráfica de salida directa de la fuente, esto debido al transporte de electrones siempre tendrán una cierta perdida, +a sea por  el medio en &ue se desarrolla o imperfecciones en el cableado, etc.

3

!ebemos tener en cuenta &ue al aumentar el voltaje, aumenta la intensidad de corriente conllevando a &ue en los #rafitos empiecen a emitir burbujas (Iones 9idronio 9L) debido reacci%n electro&uímica.

Por lo ta!to !e las #ráficas podemos deducir &ue mientras ma+or sea la distancia entre los electrodos de carbono + bajo un mismo voltaje la intensidad en la celda electrolítica disminuirá. "sto se debe a &ue a ma+or distancia la cantidad de electrones &ue fluirán en un determinado tiempo será menor. "n relaci%n al 9 se podemos afirmar &ue este aumenta al aumentar el tiempo de e8perimentaci%n

VI.

CO7CL8SIO7ES 9 RECOME7DACIO7ES

Co!clsio!es •

e conclu+e &ue se lo#r% Construir una celda electrolítica e identificar

•

cuáles son sus elementos. e conclu+e &ue se lo#r% Medir variables eléctricas(voltaje, amperaje, )

•

 e conclu+e &ue se lo#r% !eterminar cuál es la influencia de la distancia entre los electrodos sobre las variables eléctricas.

Reco/e!dacio!es e recomienda &ue dentro de una celda electrolítica el potencial aplicado  por la fuente electromotri0 debe de ser controlada, + asi poder acelerar o no la reacci%n electro&uimica* + una forma de darse cuenta si el  potencial esta alto será cuando empiecen a burbujear de menos a más (Iones 9L liberados se#6n el medio en el cual se encuentren los electrodos de #rafito)

VII.

RE*ERE7CIAS BIBLIOR(*ICAS 1Celdas electrolíticas ;nline  Disponible en: http://celdaelectrolitica.blogspot.com/  2 artes de una celda electrolítica ;nline  Disponible en: http://www.fullquimica.com/!"#/!$/partes-de-una-celdaelectrolitica.html  otencial de celda ;nline  Disponible en: http://quimica.laguia!!!.com/general/celdaselectroquimicas

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