PRÁCTICA 2 LEYES DE FARADAY

Vista previa del material en texto

LABORATORIO DE ELECTROQUIMICA
 
PRÁCTICA 2 “LEYES DE FARADAY”
RESUMEN
En la electrólisis no basta con conocer cuáles sustancias se han
producido, también es necesario e indispensable cuantificarlas. Un
método a escala laboratorio que cumple con ese propósito es el
coulombimétrico y se hace uso de un dispositivo llamado
coulombímetro que ha sido diseñado, especialmente, para facilitar la
determinación de las masas de productos primarios formados en sus
electrodos. En esta práctica, se monta un sistema construido por 3 de
ellos, uno de peso, uno de volumen y uno de titulación, con el
propósito de contrastar, la cantidad teórica esperada aplicando las
Leyes de Faraday, contra la obtenida experimentalmente en cada
dispositivo (eficiencia faradaica).
Determinaremos las eficiencias comparando la producción de productos 
primarios con las predicciones teóricas que obtenemos con las Leyes de
Faraday. Estas dos leyes se enuncian a continuación. 
1. La masa de una sustancia depositada o liberada en un electrodo 
mediante electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de
electricidad que pasa a través de la solución.
2. La masa de las distintas sustancias depositadas o liberadas 
durante la electrólisis es directamente proporcional a los pesos 
equivalentes de las sustancias al paso de 96,485 coulombios.
OBJETIVO
 Cuantificar las masas que se producen por electrolisis en los
electrodos de los coulombímetros, de peso, de volumen y de
titulación, aplicando las leyes de Faraday, determinando lo
eficiencia en cada caso
INTRODUCCIÓN
ELECTRÓLISIS:
Es un proceso que tiene lugar cuando se aplica una diferencia de potencial entre
dos electrodos y se realiza una reacción redox. La diferencia de potencial
aplicada a los electrodos depende del electrolito y del material que constituye los
electrodos. Las pilas que producen corriente eléctrica se denominan pilas
voltaicas mientras que las pilas que consumen corriente eléctrica se denominan
pilas electrolíticas.
En algunas electrólisis, si el valor de la diferencia de potencial aplicada es tan
sólo ligeramente mayor que el calculado teóricamente, la reacción es lenta o no
se produce, por lo que resulta necesario aumentar el potencial aplicado. Este
fenómeno se da cuando en alguno de los electrodos se produce algún
desprendimiento de gas. El potencial añadido en exceso se denomina potencial
de sobretensión.
La cantidad de producto que se forma durante una electrólisis depende de:
 La cantidad de electricidad que circula a través de la pila electrolítica.
 De la masa equivalente de la sustancia que forma el electrolito.
La cantidad de electricidad que circula por una celda electrolítica puede
determinarse hallando el producto de la intensidad de la corriente, expresada en
amperios por el tiempo transcurrido, expresado en segundos. Es decir, Q
(culombios) = I*t.
Tras efectuar múltiples determinaciones, Faraday enunció las dos leyes que
rigen la electrólisis y que son:
Primera Ley de Faraday: La masa depositada por electrólisis es directamente
proporcional a la cantidad de electricidad que ha circulado.
Segunda Ley de Faraday: Si varias celdas electrolíticas conectadas en serie y
provistas de electrodos inertes son atravesadas por la misma cantidad de
corriente eléctrica, las cantidades de sustancia depositadas en cada electrodo son
proporcionales a los equivalentes-gramo de las sustancias depositadas.
Se denomina equivalente electroquímico de una sustancia a la masa en gramos
de duicha sustancia depositada por el paso de un culombio. De acuerdo con esta
definición podemos escribir:
Donde:
 m masa en gramos que se han depositado
 P peso atómico del elemento
 n número de electrones intercambiados
 I intensidad de la corriente en amperios
 t tiempo en segundos
6500 es el factor de equivalencia entre el Faraday y el Culombio. 1 F= 96500 C
Número de Faraday: Para depositar el equivalente químico de cualquier
elemento se necesita la misma cantidad de electricidad. La constante o número
de Faraday (F) es de 96500 coulomb (96494).
Equivalente electroquímico: Se llama equivalente electroquímico # a la masa de
un elemento depositada, durante la electrólisis, por la carga de un coulomb.
ζ = Eq/F
En todos los casos, la cantidad de material que se deposita en cada electrodo al
pasar la corriente por un electrólito sigue las leyes de Faraday.
Coulombímetro: es un dispositivo de química electro analítico electrónico que se utilizan
para determinar la cantidad de material transformada (en culombios)
DESARROLLO EXPERIMENTAL
 PROTOCOLO NO. 1 “COLUMBIOMETRO DE PESO”
 PROTOCOLO NO. 2 “COLUMBIOMETRO DE VOLUMEN”
 
3. LIJAR LOS TRES 
ELECTRODOS DE COBRE.
4. LAVARLOS CON AGUA
DESTILADA.
5. POSTERIORMENTE LAVARSE
CON ALCOHOL.
6. SECAR
7. PESAR CADA UNO DE ELLOS
1. LLENAR UN VASO DE 
PRECIPITADOS CON LA 
SOLIUCION PREVIAMENTE
PREPARADA DE CuSO4.
2. FIJAR LOS ELECTRODOS EN 
LA BASE DE BAQUELITA
4. VERTER EN EL 
CRISTALIZADOR LA 
SOLUCION DE NaOH Y 
COLOCAR DENTRO DE EL EL
COLUMBIOMETRO DE 
VOLUMEN
3. ABRIR LA PINZA DE MOHR
4. SUCCIONAR POR LA 
MANGUERA CON AYUDA 
DE UNA PERILLA LA 
SOLUCION DE NaOH HASTA
LLENAR LA COLUMNA DEL 
DISPOSITIVO
5. CERRAR LA PINZA Y 
ANOTAR EL NIVEL INICIAL
 PROTOCOLO NO. 3 “COLUMBIOMETRO DE TITULACIÓN”
PROTOCOLOS YA CONECTADOS LISTOS PARA LLEVAR ACABO LA EXPERIMENTACION
1. LLENAR EL TUBO DE NERST
CON LA SOLUCION DE KI
2. COLOCAR DENTRO LOS 
ELECTRODOS DE ACERO
INOXIDABLE
3. NO APRETAR EL TAPON YA
QUE DEBE PERMITIR LA 
SALIDA DEL H2 QUE SE 
FORMA.
2. REALIZAR LA CONEXIÓN DE
LOS TRES PROTOCOLOS DE
TAL FORMA QUE ESTOS 
FORMEN UN ESQUEMA 
COMO EL DE LA SIGUIENTE
FIGURA.
 EXPERIMENTACIÓN
1. DEJAR QUE TRANSCURRA 
EL TIEMPO QUE INDIQUE EL
5. TOMA LA LECTURA DE LA 
INTENSIDAD DE CORRIENTE (A) 
QUE CIRCULA A TRAVES DE LAS 
CELDAS Y ANOTAR EL TIEMPO 
TRANSCURRIDO EN SEGUNDOS 
(EL TIEMPO SE FIJARA EM 
FUNCION DEL COULOMBIMETRO
DE VOLUMEN)
2. HACER LAS ANOTACIONES 
CORRESPONDIENTES DE LO QUE
APARECE EN CADA UNO DE LOS
ELECTRODOS. 4. CONCLUIDO EL EXPERIMENTO
ABRIR EL CIRCUITO Y APAGAR LA
FUENTE.
3. QUITAR EL CATODO DE COBRE,
ENJUAGARLO CON AGUA 
DESTILADA, ENSEGUIDA CON 
ALCOHOL, METERLO A LA 
ESTUFA Y UNA VEZ PESAR 
NUEVAMENTE CON LA 
PRECAUCION DE NO TOCARLO 
YA QUE INFLUIRA EN EL 
RESULTADO FINAL
6. EN EL COLUMBIMETRO DE 
VOLUMEN SE MARCA EL NUEVO
NIVEL Y SE DETERMINA EL 
VOLUMEN DESPLAZADO DE LA 
MEMEZCLA DE GASES
7. DEL COLUMBIMETRO DE 
TITULACION SE VACIA EN EL 
MATRAZ ERLENMEYER 
ABRIENDO LA PINZA, TODA LA 
SOLUCION DEL A COLUMNA QUE 
CONTIENE YODO.
8. AGREGAR AL MATRAZ UNAS 
GOTAS DE ALMIDON COMO 
INDICADOR Y TITULAR UNA 
SOLUCION DE TIOSULFATO DE
SODIO DE NORMALIDAD 
CONOCIDA.
9. ANOTAR EL VOLUMEN DE 
TIOSULFATO DE SODIO GASTA
.
	RESUMEN
	OBJETIVO
	INTRODUCCIÓN
	ζ = Eq/F
	DESARROLLO EXPERIMENTAL
	PROTOCOLO NO. 2 “COLUMBIOMETRO DE VOLUMEN”
	PROTOCOLO NO. 3 “COLUMBIOMETRO DE TITULACIÓN”
	EXPERIMENTACIÓN