REPORTE N°3: DETERMINACION DEL FARADAY

REPORTE N°3: DETERMINACION DEL FARADAY

Nombre: Huamán Rivera Angela

Resumen: La electroquímica es el estudio de las reacciones químicas que producen efectos eléctricos y fenómenos químicos causados por la acción de las corrientes o voltajes. La electroquímica se divide en dos grandes secciones. La primera de ellas y la de estudio es la que se refiere a aquellas reacciones químicas que generan una corriente eléctrica, este proceso se lleva a cabo en una celda o pila galvánica. El objetivo del laboratorio es determinar el valor de la constante de Faraday mediante las condiciones que nos da el sistema.

Marco teórico:

La electrólisis es un proceso donde la energía eléctrica cambiará a energía química. El proceso sucede en un electrólito, una solución acuosa o sales disueltas que den la posibilidad a los iones ser transferidos entre dos electrodos. El electrolito es la conexión entre los dos electrodos que también están conectados con una corriente directa. Una celda electrolítica utiliza energía eléctrica para producir una reacción. La celda consta de un líquido conductor que se llama electrolito y dos electrodos conectados a una fuente eléctrica o batería. Un electrodo es negativo y recibe el nombre de cátodo y el otro electrodo es positivo y se llama ánodo porque atrae los aniones. La batería se encarga de suministrar electrones al cátodo.

Si se aplica una corriente eléctrica, los iones positivos migran al cátodo mientras que los iones negativos migrarán al ánodo. Los iones positivos se llaman cationes y son todos los metales, van a captar electrones. Los aniones son iones negativos. Llevan normalmente los electrones y entonces tienen la oportunidad de cederlos. Si los cationes entran en contacto con el cátodo, captan de nuevo los electrones que perdieron y pasan al estado elemental. Los aniones reaccionan de una manera opuesta. Si entran en contacto con el ánodo, ceden sus electrones y pasan al estado elemental. En el electrodo, los cationes serán reducidos y los aniones serán oxidados.

La constante de Faraday (símbolo F) se define como la cantidad de carga eléctrica en un mol de electrones. Es utilizada en los sistemas electroquímicos para calcular la masa de los elementos que se formarán en un electrodo.

Está representada por el símbolo F, y está dada por la relación:

F=e x NA

Donde NA es el número de Avogadro (aproximadamente 6,022×1023 mol-1) y “e” es la

carga eléctrica elemental, o la magnitud de la carga eléctrica de un electrón (aproximadamente 1.602×10−19 C por electrón). El valor teórico es:

F=1.602×10−19 C x 6,022×1023 mol-1 = 96 472.44 C/mol

Pero se utiliza el redondeo 96 500 C/mol para resolver ejercicios.

Materiales y reactivos:

-Cronometro

-Multímetro

-Alambre de cobre con recubrimiento de plástico (Servirá como cátodo en la celda)

-Placa de cobre

-Vaso precipitado de 600 mL

-Probeta de 45 mL

-Fuente de poder de 5V

-Ácido sulfúrico H2SO4 2N

Resultados

Datos:

Datos Adicionales:

Temperatura: 27 oC = 300K

Volumen de H2 (en la probeta) = 22 mL

Presión Atmosférica = 760 mm Hg

Presión de vapor de H2O a 27 oC = 26.74 mm Hg

Calcular:

1.  El número de moles de H2 generado en el cátodo (-) con la ecuación de los gases ideales.

Para ello, se utiliza la ecuación de gases nobles se tiene los valores de la temperatura, volumen y R (62,36 mmHg.L/mol,K),Solo falta hallar la presión de H2 , se determina considerando que la presión en un punto dentro de la bureta esta justo en la superficie de la disolución cuando el hidrogeno a desplazado totalmente al acido , es igual a la presión atmosférica puesto que tiene la misma altura.

PH2=Patm – Pv

Por ello PH2 es:

PH2 =760 mmHg -26.74 mmHg =733.26 mmHg

Luego, se reemplaza los datos obtenidos en la ecuación de gases ideales para hallar nH2

PV=RnT

n=PV/RT

nH2=733.26 mmHg x 22x10-3 L / 62.364 mmHg.L/mol. K x 300K

nH2=8.622x10-4 mol

1. El número de equivalentes de H2 producidos en el cátodo.

En el cátodo esta la reacción:

                                   2H+ + 2e-.            H2 (g)[pic 1]

 1 mol              2 equivalentes[pic 2]

#equivalentes H2 =nH2 x 2 =8.622 x 10-4 x 2=1.724x 10-3 mol

1. Calcular la carga total “Qtotal “con la fórmula.

       Qtotal = I1 x t1 + I2 x t2 + I3 x t3+I4 x t4  

Dónde:

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