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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN
LABORATORIO DE FENOMENOS DE SUPERFICIE E IONES EN SOLUCIÓN Grupo: 2451 C Reporte No 6. Práctica 8: “LEYES DE ELECTROLISIS” Equipo 3 Profesor: Guillermo Martínez Morúa ALUMNOS: ● Rodriguez Avila Maria Fernanda ● González Guadarrama Juan Pablo ● Reyes Díaz Estephania Celeste Licenciatura: Química Industrial. Semestre: 2021- Fecha de entrega: Martes 3 de agosto de 2021.
OBJETIVOS.
- Comprobar el fenómeno de transporte iónico.
- Demostrar las leyes de Faraday.
- Obtener experimentalmente el valor de la constante de Faraday. INTRODUCCIÓN. La Electroquímica es la ciencia que estudia el intercambio de energía química y eléctrica que se produce por medio de una reacción de óxido-reducción Las reacciones de óxido-reducción (redox), son aquellas en donde hay una transferencia de uno ó más electrones. Electrólisis es el nombre que recibe el proceso mediante el cual la energía eléctrica se emplea para producir cambios químicos; mediante una reacción redox no espontánea, donde se hace pasar una corriente eléctrica. Se lleva a cabo en un contenedor llamado cuba electrolítica. La electrólisis es uno de los principales métodos químicos de separación. La principal ventaja del método electrolítico consiste en que no es necesario aumentar la temperatura para que la reacción tenga lugar, evitándose pérdidas energéticas y reacciones secundarias. Industrialmente es uno de los procesos más empleados en diferentes áreas, como por ejemplo en la obtención de elementos a partir de compuestos (cloro, hidrógeno, oxígeno), la purificación de metales (el mineral metálico se disuelve en ácido, obteniéndose por electrólisis el metal puro) o la realización de recubrimientos metálicos protectores y/o con fines decorativos, como es el caso del niquelado. PRINCIPIOS DE ELECTRICIDAD La corriente eléctrica (I) : es la rapidez del flujo de carga que pasa por un punto dado en un conductor eléctrico, que se origina por el movimiento de los electrones y es una medida de la cantidad de carga que pasa por un punto dado en la unidad de tiempo. Se mide en amperes( A) La diferencia de potencial o voltaje (V) : Cuando una corriente eléctrica fluye a través de un alambre conductor. La diferencia de potencial entre dos puntos se define como el trabajo efectuado, medido en joules ( J) , por fuerzas eléctricas para mover una carga de un Coulomb desde el punto de mayor potencial hasta el punto de menor potencial. A la unidad con que se mide la diferencia de potencial se le llama Volts. La resistencia (R) : Es la oposición al flujo de carga eléctrica, y está presente
I = corriente (A) T = tiempo que dura el proceso (s) M = masa atómica del metal gmol n = valencia del metal F = constante de Faraday = 96500 A*smol “Las cantidades de elementos o radicales diferentes liberados por la misma cantidad de electricidad, son proporcionales a sus pesos equivalentes”. DIAGRAMA DE FLUJO
RESULTADOS
Tabla 1. Resultados experimentales
PRIMERA PARTE ÁNODO (g)^ CÁTODO (g)
Voltaje (V) Intensidad (A) Tiempo (min) Peso inicial Peso final Diferencia Pfinal-Pinicial Peso inicial Peso final Diferencia Pfinal-Pinicial 0.5 0.12 3 1.8768 1.8696 0.0072 1.5125 1.5201 0. 1.0 0.17 3 1.4227 1.4122 0.0105 1.7652 1.7761 0. 1.5 0.21 3 1.6874 1.6747 0.0127 1.4414 1.8182 0. 2.0 0.28 3 1.3518 1.3353 0.0165 1.6833 1.7004 0. 2.5 0.33 3 1.6312 1.6118 0.0194 1.3935 1.4134 0. 3.0 0.37 3 1.3316 1.3098 0.0218 1.6624 1.6849 0.
SEGUNDA PARTE ÁNODO (g)^ CÁTODO (g)
Voltaje (V) Intensidad (A) Tiempo (min) Peso inicial Peso final Diferencia Pfinal-Pinicial Peso inicial Peso final Diferencia Pfinal-Pinicial 6.2 0.6 15 1.7911 1.6092 0.1819 1.2517 1.4348 0.
96485.561 𝐶/𝑚𝑜𝑙 − 96451.3409 𝐶/𝑚𝑜𝑙
Según la segunda ley de Faraday cuál debe ser el aumento de masa en el cátodo.
La masa depositada de la especie que se estudió, en el electrodo, es directamente
proporcional al peso equivalente de la sustancia. El peso equivalente de una
sustancia es su masa molar dividido por un entero que depende de la reacción que
tiene lugar en el material, este número representa la cantidad de moles de
electrones puestos en juego en la reacción de óxido-reducción.
A partir del peso de la placa negativa establezca si se cumple la segunda ley de
Faraday.
Aunque no se estableció un peso experimental del cátodo, se sabe que los iones
positivos (cationes) se mueven hacia el cátodo y los iones negativos (aniones) se
mueven hacia el ánodo. La corriente eléctrica en los electrolitos va acompañada del
fenómeno de la electrólisis, desprendimiento en los electrodos de las partes
componentes de las sustancias disueltas o de otras, resultantes de reacciones
secundarias en los electrodos.
Gracias a la literatura, con ayuda del video de lo que ocurriría presencialmente, visto
en clase, y gracias a los cálculos ya realizados podemos expresar que esta ley se
cumple.
El proceso electrolítico consiste en lo siguiente. Se disuelve una sustancia en un
determinado disolvente, con el fin de que los iones que constituyen dicha sustancia
estén presentes en la disolución. Posteriormente se aplica una corriente eléctrica a
un par de electrodos conductores colocados en la disolución. El electrodo cargado
negativamente se conoce como cátodo, y el cargado positivamente como ánodo.
Cada electrodo atrae a los iones de carga opuesta. Así los iones positivos, o
cationes, son atraídos al cátodo, mientras que los iones negativos, o aniones, se
desplazan hacia el ánodo. La energía necesaria para separar a los iones e
incrementar su concentración en los electrodos, proviene de una fuente de potencia
eléctrica que mantiene la diferencia de potencial en los electrodos.
CONCLUSIONES
La electrólisis es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio
de la electricidad. En ella ocurre la captura de electrones por los cationes en el
cátodo una reducción y la liberación de electrones por los aniones en el ánodo una
oxidación. También en el desglose de este suceso entramos en contexto con
algunas leyes ya mencionadas a lo largo del reporte experimental. Gracias al
conocimiento que nos da la elaboración de esta práctica podemos entender algunos
sucesos en donde se ocupa este proceso a nivel industrial y entender un poco más
acerca de esto a través de la elaboración de algunas cosas industrialmente.
BIBLIOGRAFÍA
➢ Leidler K. James. (1997) Fisicoquímica. Editorial CECSA. México
➢ Leonard Sauders. (1990) Fisicoquímica para estudiantes de biología,
farmacia y medicina. Editorial el manual moderno S. A. México.
➢ Maron, S. H. Prutton, C. F., (1993) Fundamentos de fisicoquímica. Editorial
Limusa. México
