Guia 11 Electroquimica

CONTENIDO

PRACTICA No. 1 _____________________________________________________ 1

ELECTROQUÍMICA ESTUDIO CUALITATIVO DE LA ELECTROLISIS __________ 1

1.1. OBJETIVO __________________________________________________________________ 1

1.2. FUNDAMENTO TEÓRICO ____________________________________________________ 1

1.3. PARTE EXPERIMENTAL ___________________________________________________ 2

1.4. CONCLUSIONES: ___________________________________________________________ 3

1.5. CUESTIONARIO __________________________________________________________ 4

1.6. BIBLIOGRAFIA ___________________________________________________________ 6

PRACTICA No. 2 _____________________________________________________ 7

CONDUCTIVIDAD DE SOLUCIONES ELECTROLÍTICAS ______________________ 7

2.1. OBJETIVO _______________________________________________________________ 7

2.2. FUNDAMENTO TEÓRICO _________________________________________________ 7

2.4. DATOS Y CALCULOS _____________________________________________________ 9

2 5. - Graficar A = f (N) para cada solución. ______________________________________ 11

2.6. RESULTADOS Y CONCLUSIONES __________________________________________ 12

2.7. CUESTIONARIO ___________________________________________________________ 12

2.8. BIBLIOGRAFIA _____________________________________________________________ 14

LABORATORIO ELECTROQUIMICA INDUSTRIAL SEMESTREII / 2014

INGENIERIA QUIMICA, AMBIENTAL Y ALIMENTOS

1

PRACTICA No. 1

ELECTROQUÍMICA ESTUDIO CUALITATIVO DE LA

ELECTROLISIS

1.1. OBJETIVO

Estudiar los aspectos fundamentales que se desarrollan durante la electrólisis.

1.2. FUNDAMENTO TEÓRICO

La conducción de electricidad en las disoluciones electrolíticas supone el

desplazamiento simultaneo de cantidades de electricidad positiva y negativa

transportadas por partículas, materiales; dichos iones se neutralizan (se

descargan al ponerse en contacto con los electrodos).

El paso de la corriente eléctrica por una disolución electrolítica origina

transformaciones químicas; reacciones redox, en el contacto de los iones con

los electrodos y sobre estos aparecen los productos de reacción.

El número de electrones captado por el ánodo es igual al cedido por el cátodo.

En el compartimento anódico tiene lugar una oxidación y es el electrodo

positivo o ánodo el que gana los electrones que cede al circuito. En el

compartimento catódico se verifica la reducción y es el cátodo o electrodo

negativo quien provee de electrones a los cationes, para que estos se

reduzcan.

El número de iones presentes en la disolución y su velocidad determinan la

conductividad.

La intensidad de corriente en los electrolitos es proporcional a la diferencia de

potencial aplicada a los electrodos, depende de su separación y del área que

presenten y además de la naturaleza y concentración de la disolución.

Para que la electrólisis se lleve a cabo es necesario aplicar una diferencia de

potencial mínima a los electrodos, puesto que entre electrodos y disolución se

presenta, una diferencia de potencial que se opone a que la electrólisis se

realice. Por otra parte las reacciones son reversibles y si se forman gases,

aislarán al electrodo de la disolución (polarización).

De las consideraciones anteriores se deduce que además de la conductividad y

reacciones, se debe considerar otros aspectos como ser la polarización, fuerza

contraelectromotriz, potenciales de oxidación de los electrodos.



2

1.3. PARTE EXPERIMENTAL

1.3.1. MATERIALES

• Tubo de vidrio en "U"

• Dos electrodos de grafito

• Fuentes de corriente continúa

• Tapón de goma con orificio

• Cables conductores

1.3.2. REACTIVOS

• Solución diluida de HCI

• Indigo (PUEDE UTILIZAR OTROS INDICADORES)

1.3.3. PROCEDIMIENTO

. Verter la disolución de HCI, en el tubo en "U"

. Disponer unas gotas del indicador índigo en la rama del ánodo (+).

. Armar el circuito de la figura 1.1.

. Observar y anotar los fenómenos observados.



3

1.4. CONCLUSIONES:

Desarrollar una descripción de la práctica y sacar

conclusiones respectivas.

OBSERVACIO

NES

IND

ICA

DO

R

ETAPA INICIAL INICIAL EVENTO EN EL

Rojo de

FenolH+ Cl- H+ Cl- H+ Cl- Cl- H+

Verde de

malaquitaH+ Cl- H+ Cl- H+ Cl- Cl- H+

Naranja de

metiloH+ Cl- H+ Cl- H+ Cl- Cl- H+

Azul de

metilenoH+ Cl- H+ Cl- H+ Cl- Cl- H+

OBSERVACIO

NES

IND

ICA

DO

R

Cambio de color Color

CATODO (+)

INICIAL

ANODO(-)

INICIAL

CATODO (+)

FINAL

ANODO(-)

FINAL

CATODO (+)

FINAL 2

ANODO(-)

FINAL 2

ETAPA INICIAL INICIAL EVENTO EN EL

Cambio de color



4

Se concluye del experimento que la capacidad de conducción de la

electricidad en una dilución de HCl al 10 % se es verificable donde sometida a

distintos indicadores existe una difusión de electrones, confirmando la

reducción en el cátodo y la oxidación en el ánodo, visualmente comprobado.

Determinar posibles causas de error.

o Las posible causas del experimentos pueden ser debido a la

preparación de reactivos utilizados fueron preparados no el

mismo día sino con tres días de anterioridad.

o También puede varias la velocidad debió a que el voltaje en el

laboratorio no tiene un valor constante que se verifico con un

teste el cual daba una varios de hasta 231 V.

o Puede también existir errores debido a que solo se utilizó para

varias pruebas solo un par de electrodos de grafito, donde lo ideal

sería tener varios para hacer distintas pruebas y evitar el lijado de

los mismos el cual maltrata al electrodo y es una perdida de

tiempo.

1.5. CUESTIONARIO

1.5.1. Escribir las semireacciones que se desarrollan en el ánodo y en el

cátodo respectivamente.

1.5.2. Escribir la reacción total del sistema.



5

1.5.3. Indicar mediante un gráfico el desplazamiento de los electrones.

1.5.4. Si en vez de utilizar como electrolito una disolución de HCI utilizamos

otra disolución de CuCI2l explicar todos los efectos que se producirían; de igual

manera, responder para este caso las preguntas anteriores.



6

1.6. BIBLIOGRAFIA

Ingeniería Electroquímica Mantell C. L.

Tratado General de Química Física Díaz Peña M

Química General Matamala - Gonzales



7

PRACTICA No. 2

CONDUCTIVIDAD DE SOLUCIONES ELECTROLÍTICAS

2.1. OBJETIVO

Determinar la Conductancia "C", Conductancia específica "K", Conductancia

equivalente A de soluciones a diferentes concentraciones. Además analizar el

comportamiento de éstas.

2.2. FUNDAMENTO TEÓRICO

La resistencia de los electrolitos está en función de las dimensiones de los

electrodos y de la distancia entre estos.

donde: p es la resistividad específica Ohm.cm / es la distancia entre

electrodos cm A es la superficie de los electrodos cm2

La conductancia "C" es la inversa de la resistencia

La conductividad específica “K" es la inversa de la resistividad específica.



8

En la determinación de la conductancia de las soluciones electrolíticas no se

puede usar corriente continua, ya que esto daría lugar a reacciones químicas

en los electrodos. Por tal motivo se utiliza corriente alterna. (Fig. 2.1).

Para poder determinar la conductividad específica V de una solución

electrolítica se debe conocer la constante de la celda "Z" que prácticamente

nos da la geometría de la celda.

La conductividad equivalente A se puede determinar según:

donde N es la normalidad de la solución.

La conductividad equivalente, es aquella conductividad de una solución que

contiene un equivalente de soluto, que se encuentra entre dos placas paralelas

separadas en 1 cm.

En la figura 2.2. se puede ver la relación entre la conductividad equivalente A y

la conductividad específica V.

Experimentalmente resulta prácticamente imposible determinar por lo que se

obtiene su valor en base a K.



9

2.3.1. Materiales

Vasos de precipitación de 250 ml

1 amperímetro AC. 0-1A.

1 Foco

2 Electrodos de cobre

Soporte

Alambres conductores

Probeta

2.3.2. Reactivos

CH3COOH concentrado

NaCI

2.3.3. Procedimiento

Se arma el circuito de la Fig.2.1

Se conecta el circuito uniendo los electrodos y se lee la intensidad de

corriente en el amperímetro.

Preparar soluciones de CH3COOH 0, 01N; 0.1N; 0,25N; 0,5N y 1N.

Medir de cada solución 50ml y colocar en un vaso de 250 m en el cual

se sumergen los electrodos de Cu y se lee en el Amperímetro la

Intensidad de corriente "I" para cada solución.

Preparar soluciones de NaCI 0.01N; 0,1N; 0.25N; 0,5N y 1N.

Repetir el procedimiento anterior con estas soluciones

2.4. DATOS Y CALCULOS

Determinar las resistencias del Foco "Rf" y de las disoluciones. Rsl para cada

concentración.

Resistencia Total: RT= Rf + Rs

a) Hallar la Conductancia "C" para las disoluciones.

b) Determinar la conductividad específica V para cada solución.

c) Determinar la conductividad equivalente "A"



10

A[cm]= 16

D[cm]= 3

Ireal[amp] 0,1185

Ifoco 0,10822511

Rintfoco[ohm] 2134,44

Z=l/A 0,1875

a) Hallar la Conductancia "C" para las disoluciones.

C NaCl I [mA] I [Amp] RTi[ohm] Rsx[ohm] Ci=1/Rsx Ksi=Z/Rsi Λsx=1000*Ksi/N 0,01 115,8 0,1158 1994,81865 1846,81865 0,00054147 0,00010153 10,152594

0,1 118,1 0,1181 1955,96952 1807,96952 0,00055311

0,00010371 1,03707501

0,25 118,2 0,1182 1954,31472 1806,31472 0,00055361 0,0001038 0,41521004

0,5 118,7 0,1187 1946,08256 1798,08256 0,00055615 0,00010428 0,2085555

1 118,8 0,1188 1944,44444 1796,44444 0,00055666 0,00010437 0,10437284

C CH3COOH I [mA] I [Amp] RTi[ohm] Rsx[ohm] Ci=1/Rsx Ksi=Z/Rsi Λsx=1000*Ksi/N 0,01 105,6 0,1056 2187,5 2039,5 0,00049032 9,1934E-05 9,19342976

0,1 112,4 0,1124 2055,16014 1907,16014 0,00052434

9,8314E-05 0,98313716

0,25 114,5 0,1145 2017,46725 1869,46725 0,00053491 0,0001003 0,40118381

0,5 115,2 0,1152 2005,20833 1857,20833 0,00053844 0,00010096 0,20191596

1 116,1 0,1161 1989,66408 1841,66408 0,00054299 0,00010181 0,1018101

1

1



11

2 5. - Graficar A = f (N) para cada solución.

Sugerencia: A = f[-íc) c: concentración normal



12

2.6. RESULTADOS Y CONCLUSIONES

Desarrollar una descripción de la práctica y sus resultados.

o De acuerdo a nuestros resultados un electrolito débil tiene menor

conductividad equivalente límite que un electrolito fuerte.

o En la gráfica la representación es una curva asintótica; muy

característica de los - electrólitos débiles, como lo es el ácido

acético.

o Las K del ácido acético tiene valores bajos en soluciones diluidas

y crecen más rápido en comparación con el otro acido, se verifica

que la conductancia en inferior en crecimiento que en los

electrólitos fuertes.

Determinar posibles causas de error y sugerir recomendaciones.

o Para la práctica es recomendable el uso de agua destilada y des

ionizada lo cual beneficia a verificar el fenómeno del experimento

que es la intensidad de luz que genera el foco.

o El electrodo para la medición deberá ser lavado muy bien y

totalmente secado para evitar en paso de diferencia de potencial

el cual estamos verificando.

o La temperatura debe ser mantenida constante para evitar el

aumento de flujo ya que su aumento varía según el incremento

temperatura.

2.7. CUESTIONARIO

Indicar a qué tipo de electrolitos pertenecen las disoluciones utilizadas.

Fundamentar.

o Existen dos tipos tanto fuertes como electrolitos débiles

o El electrolito fuerte como ser nuestro caso es el NaCl sucede que

al disolverse en agua lo hace completamente y provoca

exclusivamente la formación de iones con una reacción de

disolución prácticamente irreversible.

o El electrolito débil es el ácido acético el cual que al disolverse en

agua lo hace parcialmente y produce iones parcialmente, con

reacciones de tipo reversible.

Cómo se pueden determinar las conductividades equivalentes a

diluciones infinitos A(co)?

o La variación de la conductividad con la concentración puede

visualizarse representando la conductividad molar frente a .

Para electrolitos débiles, describe una curva con una brusca

disminución a bajas concentraciones, mientras que para

electrolitos fuertes, hay una disminución prácticamente lineal. En

este último caso, según propuso Kohlrausch, a bajas

concentraciones se cumple:

21N



13

o Donde K es una constante (pendiente de la recta) y

la denominada conductividad molar a dilución infinita, que

puede observarse por extrapolación a N=0.

o La disminución de con la concentración se debe a las

interacciones iónicas y disminución del grado de disociación. El

primer efecto es dominante en electrolitos fuertes y el segundo en

los débiles. En el caso de que en los electrolitos fuertes no

existieran interacciones iónicas, el valor de no variaría con N.

o Luego de aplicar la regresión y ajuste de curva, se obtiene el

coeficiente de correlación entre los datos, la pendiente B (que

corresponde al valor de K, una constante) y el valor de A (que es

la conductividad límite):

Determinar A(co) para las disoluciones de la práctica.

Se lo podría hacer fácilmente midiendo conductividades con el condutivimetro así:

NaCl HCl NaAc

r -0.88 -0.94 -0.74

K -81.18 -418.60 -131.88

o Conductividad

límite 142.10 448.58 123.01

Con estas conductividades límite se puede hallar la conductividad límite del ácido acético:

)()()()( NaClHClNaAcHAC oooo

geq

cmHACo

.

·)10.14258.44801.123()(

21

1 2·( ) 429.49

.o

cmHAC

eq g

Determinar las dimensiones del recipiente que se debería utilizar para

poder determinar la conductividad equivalente de soluciones 0,1 N y

0,01 N respectivamente.

NKo

o



14

Consultando con la bibliografía se tiene que la conductividad límite es de 390.7

geq

cm

.

· 21

.

. Determinar las dimensiones del recipiente que se debería utilizar para poder determinar la conductividad equivalente de soluciones 0,1 N y 0,01 N respectivamente No interesa la forma de la celda ya que el experimento se uso simplemente un

vaso de precipitado, lo que si importa es el área de los electrodos, como la

distancia para determinar la constante de celda, entones para soluciones

infinitas debería usarse un volumen infinito.

2.8. BIBLIOGRAFIA

Tratado General de Química Física Díaz Peña M

Tratado de Físico – Química Glasstonne S

Ingeniería Electroquímica Mantell C. L.

https://espanol.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080418172223AA7kjpM

https://espanol.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080418172223AA7kjpM

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