INFORME PILA DE DANIELS

INFORME PILA DE DANIELS

Objetivo general

•  Determinar potencial eléctrico teórico en la pila de Daniels

Objetivos específicos

• Conocer el fundamento termodinámico y químico de la pila de Daniels.
• Explicar todo los cambios Químicos y Termodinámicos que suceden en el transcurso de las reacciones en la Pila de Daniels
• Realizar comparación entre el cálculo del potencial teórico con el experimental.

Resumen

La Pila de Daniels es una celda electroquímica en el que se puede convertir energía química en eléctrica por medio de reacciones químicas   sin embargo para que suceda eta conversión se debe tener en cuenta ciertos elementos como el  ánodo que está compuesto por   una barra metálica la cual  perderá electrones  y  se oxidara   y a su vez está inmersa en una solución  denominada electrolito  y  en la que ocurrirá las reacciones de oxidación  otro elemento  necesario es el cátodo en la que se tiene otra barra metálica  la cual ganara electrones  por medio de reacciones de reducción   además de necesitar un cable  que  será el medio por el que se muevan los electrones  ,  un voltímetro para registrar  la conversión de energía y cerrar el circuito un puente salino que generalmente es un tubo de vidrio en forma de U invertido en el que se coloca un  electrolito fuerte que estabilice la reacción. En el desarrollo experimental se utilizó tres ánodos diferentes los cuales son una barra de estaño , hierro y  Zinc con electrolito sulfato de estaño , , sulfato de hierro y sulfato de zinc respectivamente y un solo cátodo es cual era una barra de cobre con su electrolito sulfato de cobre  en los que se registró los siguientes potenciales tanto teóricos como experimentales  de :   0.48 y 0.30 Voltios para la celda cobre-estaño ,la celda cobre-hierro registro 0.78  y 0.43 V para la celda cobre-Hierro y para la celda Cobre-Zinc 1.1 y 0.84 V.

Palabras Clave: Pila de Daniels, celda electrolítica, reacciones redox, potencial eléctrico.

Abstract

The Daniels Battery is an electrochemical cell in which chemical energy can be converted into electrical energy through chemical reactions. However, for this conversion to take place, certain elements must be taken into account, such as the anode, which is made up of a metal bar which will lose electrons and will oxidize and in turn is immersed in a solution called electrolyte and in which oxidation reactions will occur another necessary element is the cathode in which there is another metal bar which will gain electrons through reduction reactions in addition to needing a wire that will be the medium through which the electrons move, a voltmeter to register the energy conversion and close the circuit a salt bridge that is usually an inverted U-shaped glass tube in which a strong electrolyte is placed that stabilize the reaction. In the experimental development, three different anodes were used, which are a tin, iron and zinc bar with tin sulfate electrolyte, iron sulfate and zinc sulfate respectively and a single cathode which was a copper bar with its sulfate electrolyte. of copper in which the following theoretical and experimental potentials were recorded: 0.48 and 0.30 Volts for the copper-tin cell, the copper-iron cell recorded 0.78 and 0.43 V for the copper-Iron cell and for the Copper-Zinc cell 1.1 and 0.84V.

Keywords: Daniels cell, electrolytic cell, redox reactions, electrical potential.

Introducción

La  Electroquímica  estudia la generación de energía eléctrica a partir de reacciones  químicas Redox , hoy en día su  implicación en  industria   como en la vida diaria en amplia  ya que   un gran numero equipos  industriales  y   artefactos   como por ejemplos baterías , pilas  y teléfonos móviles  basan su funcionamiento en ella(Suarez Herrera Marcos, s. f.).  La interacción entre algunos elementos o sustancias químicas bajo condiciones específicas permiten que desprende cierta cantidad de energía la cual puede ser aprovechada para producir un trabajo(Gómez-Biedma et al., 2002).

Las reacciones Redox se basan en el intercambio de electrones debido a la diferencia de electronegatividad   entre dos sustancias en la que una se “oxida” es decir pierde electrones   haciéndose más positiva y una “reducción” en la que otra sustancia gana los electrones haciendo más negativa, este proceso se da de manera simultánea   en el cual se puede generar corriente eléctrica   sim embargo  para generar esta transformación es necesario utilizar un dispositivo denominado  “ celda electroquímica”  el cual está compuesto por un ánodo metal que cederá electrones , catado metal que captara electrones  , un electrolito sustancia que en disolución se puede  ionizar y  conducir la electricidad  , un puente salino  el cual también es un electrolito  que estabilizara la transferencia de electrones y permitirá  cuantificar  la corriente eléctrica   , un cable  por el cual fluirán los electrones y un voltímetro el cual registrara el potencia   pero  es indispensable que ocurra la reacción (A, 2006):[pic 1]

               +  [pic 2][pic 3][pic 4]

Por teoría conocemos que los metales con numero de oxidación cero se encuentran en estado sólido y cuando pierden electrones se pueden disolver en disolución   ahora el    en principio en estado solido cederá sus electrones al    el cual se encuentra en disolución pasando a un estado sólido   y el   pasando a un estado iónico y dando como resultado la transferencia de electrones   (Amores & Villegas, s. f.). [pic 5][pic 6][pic 7]

Una de las primeras celdas Electroquímicas es la Pila de Daniels la cual fue inventada por el químico inglés John Frederic Daniell   y la cual consiste en ánodo de zinc inmerso en una solución de sulfato de zinc unida por un circuito al cátodo el cual es de cobre en una solución de sulfato de cobre unido  con un puente salino  y con la que se  puede generar corriente eléctrica a partir de las reacciones de oxidorreducción(Ramos Jerez., s. f.)[pic 8]

Imagen#1: Pila de Daniels

Imagen tomada del informe Ignacion Perales y Sebastian Zapata de la Universidad de Chile , correspondiente al informe de cinetica y electroquímica.

Link de acceso: https://www.academia.edu/39628287/Pila_De_Daniells_1

Marco teórico

Celda Electroquímica: Circuito cerrado en la que se puede transformar energía química en eléctrica, generalmente conformado por un ánodo, cátodo, electrolito y conexión eléctrica(Celdas electroquímica, s. f.)

Pila de Daniels: Celda electroquímica  conformada por un ánodo de zinc sumergido en una disolución de sulfato de zinc  y un cátodo de cobre en una disolución de sulfato de cobre(«Pila Daniell», 2014)

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