Leyes Cusntitativas De La Electrolisis Practica N 3.docx

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA QUIMICA

LEYES CUANTI TATIVAS DE LAS ELECTR OLISIS ESTUDIANTE: VILLA CANAVIRI GERALDINE ALEXANDRA MATERIA: ELECTROQUIMICA INDUSTRIAL GRUPO: “B” FECHA DE ENTREGA: 23 DE ABRIL DE 2018

1. OBJETIVOS Determinar experimentalmente la magnitud de la constante de Faraday, mediante la electrolisis de una solución de acido sulfúrico, midiendo el hidrogeno producido y el cobre perdido, por una corriente de intensidad conocida, durante un determinado tiempo.

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA QUIMICA 2. FUNDAMENTO TEORICO Michael Faraday es uno de los grandes nombres de la historia científica a quien debemos acreditar notables descubrimientos en el campo de la física y de la química. La electrólisis es la descomposición que sufren algunos compuestos químicos cuando a través de ellos pasa corriente eléctrica. Tal vez el experimento de laboratorio más sencillo para ilustrar el efecto sea la electrólisis del agua (un compuesto de hidrógeno y oxígeno). Haciendo pasar una corriente continua a través de agua acidulada (agua con algunas gotas de ácido, para que conduzca la corriente eléctrica) en los electrodos (los contactos eléctricos) se forman burbujas de oxígeno e hidrógeno. Las leyes que enunció Faraday fueron las siguientes: 1) el peso de una sustancia depositada es proporcional a la intensidad de la corriente (o sea, al número de electrones por segundo) y al tiempo que ésta circula. 2) el peso de una sustancia depositada durante la electrólisis es proporcional al peso equivalente de la sustancia. La primera parte no es difícil de comprender. Una corriente de mucha intensidad que circule a través del electrolito durante mucho tiempo depositará más sustancia que una corriente débil que actúe durante un tiempo corto. La segunda parte dice que cuando la misma corriente circula durante el mismo tiempo, las cantidades de sustancia depositadas dependerán de su peso equivalente. El peso equivalente de una sustancia es el número de unidades de peso de una sustancia que se combinarán con una unidad de peso de hidrógeno. En una molécula de agua, dos moléculas de hidrógeno, cada una de las cuales pesa una unidad, se combinan con un átomo de oxígeno, que pesa dieciséis unidades. De modo que si dos unidades de hidrógeno se combinan con dieciséis unidades de oxígeno, una unidad de hidrógeno lo hará con ocho unidades de oxígeno. El peso equivalente del oxígeno es, entonces, ocho, de manera que durante la electrólisis del agua se libera, en peso, ocho veces más oxígeno que hidrógeno. Cuanto mayor sea el peso equivalente de un elemento, tanto mayor será el peso de él, que se depositará durante la electrólisis. Este fenómeno se aplica actualmente en la galvanoplastia y la extracción y purificación de algunos metales. Resumiendo, se puede indicar que para liberar o depositar un equivalente químico de cualquier elemento son necesarios 96500 coulombios. Esta cantidad recibe el nombre de 1 Faraday.

m=

A∗I ∗t v∗F

Donde: m= es la masa liberada o depositada [g] v= es la valencia del elemento I= es la intensidad de corriente [A] t=es el tiempo de electrolisis [s]

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA QUIMICA f= es el número de Faraday A= peso atómico del elemento [g] 3. MATERIALES Y REACTIVOS MATERIALES             

1 vaso de precipitados de 400 ml 1 eudiómetro Soporte universal Fuente de 12 V de cc Pinza portaburetas Amperímetro Cables conductores Regla graduada Placa de cobre para el ánodo Alambre de cobre aislado para el cátodo Probeta Cronometro Voltámetro mixto

REACTIVOS   4.      

Ácido sulfúrico 0.5 M Agua destilada PROCEDIMIENTO Verter 200 ml de agua destilada en el vaso de precipitación y luego a;adir lentamente 100 ml de la solución de ácido sulfúrico 0.5 M. Pesar la placa anódica de cobre. Armar el circuito según la figura. Medir el tiempo de electrolisis. Leer la intensidad de corriente final e inicial. Medir el volumen de gas (hidrogeno), la altura de agua en el tubo, la temperatura y la presión atmosférica.

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5. DATOS, CALCULOS Y RESULTADOS

CÁTODO Solución H2SO4 0.2M Voltaje (V) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 T= 21.5ªC V H2

=18 cc

h H 2 =33.2 cm

Patm =h H 2O + P H 2+ P v H 2 O PH 2=6.732−0.332−0.254=6.146 m H 2 O

Intensidad (A) 0.13 0.13 0.13 0.14 0.13 0..13 0.13 0.13 0.13

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m H 2=

PH 2∗V H 2 M R∗T

m H 2=

451.912∗0.018∗2 =0.000887 g 62.3∗294.5

m H 2=

Eqg ∗I∗t F

F=

1 ∗0.13∗60∗11 0.000887

F=¿ 96730.6

ÁNODO Mo= 68.7931 g Mf=68.7607 g

∆ m=0.0324 g

∆ m= F=

A ∗I∗t nF

A ∗I ∗t n∆m

F=95954.8 Calculamos el número de Avogadro

N AV =

F prom e

N AV =

96342.7 23 =6.021∗10 −19 1.602∗10

Tabla resumen

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA QUIMICA t (s) I (A) V H2 (cc) H H20 P atm (m (cm) H2O) 0 0.13 0 0 6.732 30 0.13 6.732 60 0.13 6.732 90 0.14 6.732 120 0.13 6.732 150 0..13 6.732 180 0.13 6.732 210 0.13 6.732 240 0.13 6.732 270 0.13 6.732 300 0.13 18 50.1 6.732

T (ºC)

mo CU

21.5 21.5 21.5 21.5 21.5 21.5 21.5 21.5 21.5 21.5 21.5

68.7931

mf Cu

68.7607

Pv H2O (mH2O) 0.254 0.254 0.254 0.254 0.254 0.254 0.254 0.254 0.254 0.254 0.254

6. CUESTIONARIO Escribir las semireacciones ocurrida en los electrodos. CÁTODO

−¿=¿ H 2 ¿ +¿+2 e ¿ 2H

ÁNODO

−¿ 2+ ¿+2 e¿ Cu=¿ Cu¿

Explicar la disminución de masa ocurrida en el ánodo de cobre. En el electrodo de cobre (electrodo positivo que hace de ánodo en la electrólisis) los electrones fluyen hacia el circuito externo. La reacción que ocurre en este electrodo es que los átomos de cobre de la lámina metálica se oxidan a Cobre (II) disminuyendo de masa la lámina. Preparar una tabla por lo menos con 4 disoluciones electrolíticas, verificando las leyes de Faraday. Además, indicando las semireacciones de los electrodos y las reacciones totales del sistema.

7. ANALISIS Y REDCOMENDACIONES Se recomienda pasar cuidadosamente la placa de cobre y tomar medidas exactas de los volúmenes y alturas respectivos, además utilizar una balanza analítica para tener mejores resultados.

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA QUIMICA Loa valores de los números de Faraday no son valores tan alejados de los reales y en consecuencia el número de Avogadro también resulta ser correcto. 8. BIBLIOGRAFIA https://www.epec.com.ar/docs/educativo/institucional/fichafaraday.pdf