RESUMEN
El laboratorio nos mostro dos muy interesantes experimentos en el cual la primera parte es sobre la separación del agua a travez de la electricidad con la ayuda de un artefacto el cual fue llenado con agua hasta su máxima capacidad en forma de tridente en el cual en el centro se mantenía el agua y por los lados se separaban el hidrogeno y el oxigeno en el cual podemos ver su volumen ya q este esta graduado para una fácil fá cil lectura. En la segunda parte podemos ver la obtención ob tención de cobre a través de la electricidad con una agua antes tratada con cobre para luego poner dos diodos en el liquido y hacer correr cierto amperaje y por este efecto el cobre se añade a una parte de los diodos mas exactamente en el catodo.
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OBJETIVO GENERAL
Conocer la electrolisis y las leyes de Faraday.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Aplicar la energía eléctrica para la realización de una reacción química y mostrar la descomposición del agua en sus elementos componentes. Aplicar las leyes de faraday Estudiar las propiedades físicas de un mineral de cobre denominado crisocola Efectuar el proceso de lixiviación de una crisocola Obtener cobre metalico mediante el proceso de electrolisis con electrodos inertes plomo grafico
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MARCO TEORICO
Electrólisis 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). Historia Fue descubierta accidentalmente en 1800 por William Nicholson mientras estudiaba el funcionamiento de las baterías. En 1834 el físico y químico inglés Michael Faraday desarrolló y publicó las leyes de la electrólisis que llevan su nombre y acuñó los términos. Proceso: Se aplica una corriente eléctrica continua mediante un par de electrodos conectados a una fuente de alimentación eléctrica y sumergidos en la disolución. El electrodo conectado al polo positivo se conoce como ánodo, y el conectado al negativo como cátodo. Cada electrodo atrae a los iones de carga opuesta. Así, los iones negativos, o aniones, son atraídos y se desplazan hacia el ánodo (electrodo positivo), mientras que los iones positivos, o cationes, son atraídos y se desplazan hacia el cátodo (electrodo negativo). La manera más fácil de recordar toda esta terminología es fijándose en la raíz griega de las palabras. Odos significa camino. Electrodo es el camino por el que van los electrones. Catha significa hacia abajo (catacumba, catástrofe). Cátodo es el camino por donde caen los electrones. Anas significa hacia arriba. Ánodo es el camino por el que ascienden los electrones. Ion significa caminante. Anión se dirige al ánodo y catión se dirige al cátodo. La nomenclatura se utiliza también en pilas. Una forma fácil también de recordar la terminología es teniendo en cuenta la primera letra de cada electrodo y asociarla al proceso que en él ocurre; es decir: en el ánodo se produce la oxidación (las dos palabras empiezan con vocales) y en el cátodo la reducción (las dos palabras comienzan con consonantes). La energía necesaria para separar a los iones e incrementar su concentración en los electrodos es aportada por la fuente de alimentación eléctrica. En los electrodos se produce una transferencia de electrones entre estos y los iones, produciéndose nuevas sustancias. Los iones negativos o aniones ceden electrones al ánodo (+) y los iones positivos o cationes toman electrones del cátodo (-). En definitiva lo que ocurre es una reacción de oxidación-reducción, donde la fuente de alimentación eléctrica se encarga de aportar la energía necesaria Aplicaciones de la electrolisis Producción de aluminio, litio, sodio, potasio, y magnesio. 3
Producción de hidróxido de sodio, ácido clorhídrico, clorato de sodio y clorato de potasio. Producción de hidrógeno con múltiples usos en la industria: como combustible, en soldaduras, etc. Ver más en hidrógeno diatómico. La electrólisis de una solución salina permite producir hipoclorito (cloro): este método se emplea para conseguir una cloración ecológica del agua de las piscinas. La electrometalurgia es un proceso para separar el metal puro de compuestos usando la electrólisis. Por ejemplo, el hidróxido de sodio es separado en sodio puro, oxígeno puro e hidrógeno puro. La anodización es usada para proteger los metales de la corrosión. La galvanoplastia, también usada para evitar la corrosión de metales, crea una película delgada de un metal menos corrosible sobre otro metal. Leyes de Faraday Las leyes de Faraday de la electrólisis expresan relaciones cuantitativas basadas en las investigaciones electroquímicas publicadas por Michael Faraday en 1834. Enunciados de las leyes 1 a ley de Faraday de la electrólisis - La masa de una sustancia depositada en un electrodo durante la electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad transferida a este electrodo. La cantidad de electricidad se refiere a la cantidad de carga eléctrica, que en general se mide en coulombs.
2 a ley de Faraday de la electrólisis - Para una determinada cantidad de electricidad (carga eléctrica), la masa depositada de una especie química en un electrodo , es directamente proporcional al peso equivalente del elemento. 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. Forma matemática La ley de Faraday en la forma moderna:
donde: m es la masa de la sustancia producida en el electrodo (en gramos), Q es la carga eléctrica total que pasó por la solución (en coulombs), q es la carga del electrón = 1.602 x 10-19 culombios por electrón,
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n es el número de valencia de la sustancia como ion en la solución (electrones por mol), F = qNA = 96500 C·mol-1 es la Constante de Faraday, M es la masa molar de la sustancia (en gramos por mol), y NA es el Número de Avogadro = 6.022 x 1023 iones por mol. I es la corriente eléctrica (en amperios) t es el tiempo transcurrido (en segundos)
MATERIALES Y REACTIVOS Materiales
Fuente de corriente continua.
Cables con conectores.
Multitester.
Termómetro.
Pipeta graduada de 10 cm3.
Electrodo de Cu, Zn, Fe
Matraz aforado de 250 cm3.
Vaso de precipitado de 250 cm3.
Piceta.
Balanza.
Vidrio de reloj.
Cronometro
Reactivos
Agua destilada Acido sulfúrico Sulfato de cobre crisocola
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PROCEDIMIENTO:
Deposicion electrolitica de un metal
Disponer una celda electrolítica, con una solución electrolítica de CuSO 4 0.5 M.
Pesar los electrodos antes de la electrolisis, los electrodos deben ser uno de cobre y una moneda u otro material conductor, deben estar perfectamente fijos.
Conectar el circuito y esperar que la reacción transcurra ( debe medirse el tiempo y la intensidad de corriente que circula)
Observar el electro deposición del metal en el electrodo.
El tiempo de duración de la electrólisis no debe ser mayor a 5 minutos.
Desconectar el circuito, pesar los electrodos una vez secos.
DATOS Y OBSERVACIONES:
INTENSIDAD DE CORRIENTE (mA):
0.16
TIEMPO DE ELECTROLISIS (s):
300
PESO ANODO INICIAL (g):
11.512
PESO CATODO INICIAL (g):
5
PESO ANODO FINAL(g):
11.510
PESO CATODO FINAL(g):
5.011
CONCENTRACION DEL ELECTROLITO
0.05M
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CÁLCULOS Y RESULTADOS
=∗ = . ∗ =
Analíticamente: = 48 ∗
1
∗ 96500
1 − 1
∗
1 2 −
= 0.016
Experimento: = 5.011 − 5.000 = 0.011
Rendimiento: % =
0.016 − 0.011 0.011 % = 45%
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∗ 100%
∗
63.54 1
CONCLUSIONES
El experimento fue muy practico en el cual pudimos observar la forma de poner una capa de cobre em un objeto atravez de la electricidad lo cual nos da varios usos a este método tanto laborar como industrialmente, el proceso q se realiza también en muchas fabricas, pudimos observar el uso de la electricidad realizando la oxidación y la reducción de forma muy practica y ver q depende de muchos factores para realizar un correcto experimento, pero a mas tiempo se tiene mejores resultados.
BIBLIOGRAFIA
https://es.wikipedia.org/wiki/Electrolisis https://es.wikipedia.org/wiki/propiedades_fisicas Manual de química general e inorgánica – Mg. Sc. Leonardo G. Coronel.
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ANEXOS
Filtrado:
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