PRÁCTICA N° 4: ELECTROQUÍMICA

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL[pic 1][pic 2]

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN

LABORATORIO DE QUÍMICA BÁSICA

PRÁCTICA N° 4: ELECTROQUÍMICA

EQUIPO N°1

• CERÓN MARTÍNEZ RUBÉN
• HERNÁNDEZ RAMÍREZ GERARDO
• POLO JASSO GIOVANNI

PROFESOR: ING. JUAN CORTÉS ESPINOZA

10-NOVIEMBRE-2015

PRÁCTICA NO. 4

ELECTROQUÍMICA

OBJETIVO:

El alumno aplicara los conocimientos de Electroquímica, para obtener un electro depósito, con los materiales proporcionados en el laboratorio de Química.

CONSIDERACIONES TEÓRICAS

CERÓN MARTÍNEZ RUBÉN

ELECTROQUÍMICA

El área de la química que estudia la conversión entre la energía eléctrica y la energía química es la electroquímica.

La realización de una reacción química, involucra una variación de energía potencial, que en la mayoría de los casos se manifiesta como el calor que el sistema absorbe o cede al medio ambiente externo, pero en algunos casos, esta variación de energía potencial se manifiesta como corriente eléctrica, que absorbe el sistema de reacción o bien, que genera hacia el medio ambiente externo.

Por lo anterior, el estudio de la electroquímica se divide en dos partes, que son:

1. Celdas electrolíticas.
2. Celdas galvánicas o pilas.

La diferencia principal entre estos dos tipos de celdas, consiste en que la primera se requiere suministrar una energía eléctrica para generar una reacción química, mientras que en la segunda, una reacción química genera una corriente eléctrica.

A través de la masa, la energía eléctrica se trasporta por cargas eléctricas, que en el caso de los metales, son los electrones, en el caso de las soluciones, la energía se desplaza a través de un electrolito o sales fundidas por medio de iones.

Los electrones son partículas subatómicas que ocupan el espacio energético que rodea al núcleo de los átomos y presentan una carga eléctrica negativa, en tanto que los iones son partículas o especies químicas que resultan de la ionización, presentando siempre carga eléctrica: si es positiva se conocen como cationes, si es negativa, reciben el nombre de aniones.

IONIZACIÓN

Es el proceso donde se forman especies químicas mediante la trasferencia de electrones de una a otra, originando partículas con cargas eléctricas opuestas, conocidas como iones, que se unen para formar la estructura sólida correspondiente, mediante la atracción de cargas electrostáticas.

En algunos casos se forman iones a partir de compuestos con enlace covalente polar cuando están en solución, pues se rompe el enlace, y sus átomos se separan formando iones, viéndose favorecido por la acción de las moléculas de agua, sobre el enlace covalente polar.

DISOCIACIÓN

Este fenómeno implica las separaciones de los iones ya presentes en una sustancia o compuesto (electrolito), ya que en estado sólido se unen por fuerzas de atracción electrostática, pero cuando se funden o disuelven en agua, los iones se separan adquiriendo más libertad. Dicha solvatación, separación o difusión de los iones, está en función de la naturaleza interna de la sustancia y este fenómeno se conoce como disociación.

ELECTROLITO Y NO ELECTROLITO

Los electrolitos son aquellas sustancias químicas que al estar fundidas, anhidras o disueltas en agua, liberan iones, por lo que conducen la corriente eléctrica. Si la formación de iones es baja, se conocen con electrolitos débiles, y si es alta, son llamados electrolitos fuertes.

En este caso, los iones actúan como portadores de cargas eléctricas, de manera que al aplicar una diferencia de potencial al sistema de reacción, los iones se orientaran según su carga eléctrica, constituyendo su movimiento una corriente electrolítica, donde el ion positivo, se dirige al electrodo negativo, y el ion negativo, se destina al electrodo positivo. Estos iones no se acumulan en los electrodos, pues se interrumpiría la corriente electrolítica, debido a que se realizan reacciones químicas en los electrodos, que contrarrestan la posibilidad de dicha acumulación.

Puesto que la energía cinética media de los iones aumenta al hacerlo la temperatura, entonces a mayor temperatura, mayor conductividad eléctrica. Algunos ejemplos de electrolitos son las sales químicas, los ácidos y las bases.

Los no electrolitos, son aquellas sustancias que no forman iones, por lo que no conducen la corriente eléctrica. Las sustancias que presentan enlace covalente no polar, son ejemplos comunes de esto.

UNIDADES ELÉCTRICAS

Ampere

Es la unidad práctica para expresar la intensidad de corriente eléctrica y se representa por la letra (A). De acuerdo por la Comisión Internacional de pesos y medidas, un ampere es define como: la corriente eléctrica que, al pasar por cada uno de los dos conductores infinitamente largos, paralelos y separados 1 metro en el vacío, origina que en cada uno de dichos conductores se experimente una fuerza de  Newton, por metro lineal de longitud.[pic 3]

Comúnmente, un Ampere e considera como aquella corriente que genera el paso de un coulombio por segundo.

Coulombio

Es la unidad de carga eléctrica obtenida al pasar la corriente eléctrica de un Ampere, por un punto dado de un circuito, durante un segundo.

Faraday

Se representa por la letra (F) y se define como la cantidad de electricidad requerida para liberar una vez la masa equivalente gramo de un elemento en un electrodo, y experimentalmente, se ha encontrado que es aproximadamente igual a 96,500 coulombios.

EQUIVALENTE ELECTROQUÍMICO

El equivalente electroquímico se establece como la masa que se depositara en un electrodo por el paso de un coulombio, a través de una solución electrolítica. Se representa por una letra “e”, y matemáticamente se expresa por la siguiente ecuación:

[pic 4]

En donde:

 Es la masa de la sustancia que se trasforma en ele electrodo.[pic 5]

 Es el equivalente electroquímico.[pic 6]

 Carga eléctrica.[pic 7]

Segundos [pic 8]

CELDA ELECTROLÍTICA

Es aquel dispositivo por el cual es posible generar una reacción química, por el suministro de una corriente eléctrica. Algunas aplicaciones prácticas de ella, son los electro depósitos (chapeado de oro, plateado, cobrizado, cromado, anodizado), entre otras.

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