Construcción y funcionamiento de una pila electroquímica: Análisis teórico y experimental

EXPERIMENTO Nº 1

PILAS ELECTROQUÍMICAS

Objetivo:

y

Visualizar la producción de energía eléctrica a partir de una reacción química redox.en este caso el tipo de reacción es espontanea.

y

Una celda es un dispositivo simple de dos electrodos y un electrolito capaz de dar electricidad por la acción química dentro de la celda

Materiales:

y

2 vasos de 150 ml

y

Electrodo de cobre y de zinc

y

1 voltímetro

y

Tubo en U ( puente salino) con solución de KCl

y

Soluciones de ZnSO

4

0,1M y CuSO

4

0,1M

Construcción de las celdas:

1. Colocar las soluciones de ZnSO

4

y CuSO

4

en los vasos de150 ml2. Introducir el electrodo de cobre ( cátodo) en la solución deCuSO

4

3. Introducir el electrodo de cinc (ánodo) en la solución deZnSO

4

4. Colocar el puente salino uniendo los vasos de las soluciones5. Unir el electrodo de cobre al terminal positivo análogamente unir el electrodo de cincal terminal negativo

Funcionamiento:

Calculamos de manera teórica el potencial de la pila y escribiendo las reacciones deoxidación y reducción y determinando el oxidante y el reductor.En el vaso de solución ZnSO

4

, se produce la oxidación del Zn que pasa de la placa de cinc ala disolución como catión Zn

2+

.Zn ²²¾ Zn

2+

+ 2e- ; V

1

= + 0,76 vLos dos electrones que deja en la placa cada átomo de cinc que pasa a la disoluciónescapan por el cable exterior hasta la placa de Cu. En la disolución los iones SO

4

=

y los Zn

2+

ya no están en equilibrio ya que ahora hay un exceso de iones Zn

2+

. Para neutralizarla los

iones nitrato del puente salino se introducen en la disolución.En el vaso de la solución de CuSO

4,

cuando los electrones llegan a la placa de Cu, seproduce una reducción del Cu

+2

de la disolución a Cu metal:Cu

2+

+ 2e- ²²¾ Cu; V

2

= + 0,34 vLa disolución de sulfato de Cu, inicialmente neutra, tiene ahora un exceso de iones sulfato alhaberse depositado el Cu y para neutralizarla pasan a ella los iones K

+

del puente salino.El puente salino se encarga de mantener neutras las dos disoluciones ya que en casocontrario sería imposible la circulación de los electrones. La lámina de Zn pierde masa, y lade Cu la gana.La reacción global en la pila será una reacción redox :Zn + Cu

2+

²²¾ Zn

2+

+ Cu y su potencial 0,76 v + 0,34 v = 1,10 v.

D

atos experimentales:

En nuestro caso después de medir la diferencia de p0otencial entre el ánodo y el cátodo dela celda construida se obtuvo 1.078 v. lo que indica un voltaje menor al teórico además Elsigno del voltaje obtenido coincide con el signo de la diferencia de potencial total del circuitosegún la dependencia del sistema de signos adoptados.

Porcentaje de error:

Para la celda de ZnSO

4

0,1M, CuSO

4

0,1MError = (voltaje teórico ±Voltaje experimental)Reemplazando valoresError =1.1 -1.078Error =0.022%error=(error/voltaje teórico) x 100%Reemplazando valores%error=(0.022/1.078)x100%%error=2.04%

Conclusiones:



Se obtuvo la corriente eléctrica generado por la reacciones de oxidación y reducciónZn ²²¾ Zn

2+

+ 2e-Cu

2+

+ 2e- ²²¾ Cu



Al obtener los datos de laboratorio diferentes al experimental , se puede dar por distintos casos :

y

La concentración de puente salino ,que debe

...