Practica 4 quimica ESIMECU.

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En 1909, el bioquímico danés Søren Sørensen propuso el término pH para indicar el «potencial del ion hidrógeno». Definió el pH como el logaritmo de [H+] cambiado de signo.

En la década de 1830, Michael Faraday demostró que la cantidad de sustancia producida en un electrodo por electrólisis dependía de la cantidad de carga que atraviese la celda. En general, la cantidad de producto formado en una reacción de electrodo es consecuencia directa de la estequiometria de la reacción y de la masa molar del producto.

Para calcular cuántos moles de electrones pasan por una celda en determinado experimento, se necesitan medir la corriente eléctrica y el tiempo en que pasa la corriente. La cantidad de coulombs de carga que pasan por la celda es igual al producto de la corriente en amperes (coulombs por segundo) por el tiempo en segundos:

Carga (C) = Corriente (A) * Tiempo (s)

La electroquímica es el área de la química que se ocupa de la interconversión de energía química y energía eléctrica. La energía química se convierte en energía eléctrica en una celda galvánica, un dispositivo donde una reacción redox espontánea se utiliza para producir corriente eléctrica. La energía eléctrica se convierte en energía química en una cuba electrolítica, es decir, una celda en la que una corriente eléctrica produce una reacción no espontánea.

Conviene separar las reacciones de celda en medias reacciones, porque la oxidación y la reducción suceden en electrodos separados.

El electrodo donde se origina la oxidación se llama ánodo, y el electrodo donde se produce la reducción es el cátodo.

El potencial de celda E (llamado también voltaje de celda o fuerza electromotriz) es una medida eléctrica de la tendencia de la reacción de celda a efectuarse. Los potenciales de celda dependen de la temperatura, las concentraciones de los iones y las presiones de los gases.

Una batería consiste en una o más celdas galvánicas. Una celda de combustible se diferencia de una batería porque los reactivos se suministran continuamente a la primera.

La corrosión (oxidación) del hierro es un proceso electroquímico donde el hierro se oxida en una región anódica de la superficie metálica, y en una región catódica se reduce el oxígeno. Se puede evitar la corrosión cubriendo el hierro con otro metal, como cinc, en el proceso llamado galvanizado, o simplemente poniendo al hierro en contacto eléctrico con un segundo metal que se oxide con más facilidad, cuyo proceso se llama protección catódica.

La electrólisis es un proceso en el que se usa una corriente eléctrica para producir un cambio químico, se emplea para producir sodio, cloro, hidróxido de sodio y aluminio (proceso Hall-Heroult) y también se utiliza en la electrorrefinación y la galvanoplastia.

El producto obtenido en un electrodo depende de los potenciales de reducción y del sobrevoltaje. La cantidad de producto obtenido se relaciona con los moles de electrones que pasaron por la celda, lo cual depende de la corriente y del tiempo de flujo de la misma.

Potenciales de electrodo y su medida En una celda electroquímica, se transfieren los electrones en la reacción de oxidación-reducción a las tiras de metal llamadas electrodos, que los conducen al circuito externo. Las semirreacciones de oxidación y de reducción tienen lugar en zonas separadas, llamadas semiceldas. En una semicelda, se introduce un electrodo en una disolución. Los electrodos de dos semiceldas se unen mediante un cable y se establece una conexión eléctrica entre las disoluciones a través de un puente salino.

La reacción de la celda incluye una oxidación en un electrodo, llamado ánodo, y una reducción en el otro, llamado cátodo. Una celda o pila voltaica (galvánica) produce electricidad a partir de una reacción de oxidación-reducción espontánea. La diferencia en potencial eléctrico entre los dos electrodos es el voltaje de la celda. La unidad de voltaje es el voltio (V). El voltaje de la celda también se llama potencial de la celda o fuerza electromotriz (fem) y se designa como Ecel.

Una celda voltaica genera una fuerza electromotriz (fem) que mueve los electrones desde el ánodo hacia el cátodo a través de un circuito externo. El origen de la fem es la diferencia entre la energía potencial eléctrica de los dos electrodos en la celda. A la fem de una celda se le llama potencial de celda, Ecelda, y se mide en volts. Al potencial de celda bajo condiciones estándar se le llama fem estándar o potencial de celda estándar.

Una celda electrolítica consta de dos electrodos en una disolución o una sal fundida.

Una batería o alguna otra fuente de corriente eléctrica directa actúa como una bomba de electrones, cediendo los electrones hacia un electrodo y aceptándolos desde el otro. Al igual que en las celdas voltaicas, el electrodo en el cual se efectúa la reducción se llama el cátodo, y el electrodo en el cual efectúa la oxidación se llama ánodo.

En la electrólisis de NaCl fundido que aparece en la, en el cátodo, los iones Na1 aceptan los electrones y se reducen a Na. Como los iones Na1 cerca del cátodo se reducen, los iones adicionales de Na1 migran hacia él. De manera similar, existe movimiento neto de iones Cl2 hacia el ánodo, en donde se oxidan. Las reacciones de electrodo para la electrólisis del NaCl fundido se resumen de la siguiente manera:[pic 7]

[pic 8]

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

MATERIALES

1 Celda de acrílico transparente.

1 Electrodo de Níquel (ánodo).

3 Electrodo de Cobre (cátodo).

Material poroso (corcho).

1 Fuente de alimentación de 0 a 30 Volts.

2 Pares de conexiones con caimanes.

1 Mechero de Bunsen, anillo y tela con asbesto.

1 Pinzas largas.

1 Pinzas para vaso de precipitados.

1 Agitador de vidrio.

1 Termómetro.

1 Vaso de precipitados de 250 cm3.

1 Vaso de precipitados de 500

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