7/25/2019 Laboratorio N 6 FEM

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UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEFACULTAD DE QUMICA Y BIOLOGADEPARTAMENTO DE CIENCIAS DEL AMBIENTELABORATORIO DE PRINCIPIOS DE PROCESOS QUMICOS II

LABORATORIO N 6DETERMINACIN DE MAGNITUDES TERMODINMICAS POR MEDIDAS DE

FEM

TEORA:

Si en una pila galvnica reversible tiene lugar una reaccin qumica, entonces lascorrespondientes magnitudes termodinmicas de transporte de carga elctricapueden calcularse mediante las siguientes ecuaciones:

G nEF (1)

P

EH nF T E

T

(2)

P

ES nF

T

(3)

2

P 2

P

EC nFT

T

(4)

Donde E es la FEM de la pila a una determinada temperatura y F la constante deFaraday.La ecuacin (2) es una forma de la relacin de Gibbs-Helmholtz a presin constante.La expresin (3) se obtiene al combinar la ecuacin (2) con G = H - TS y laexpresin (4) se obtiene al combinar las relaciones de Kirchhoff y Gibbs-Helmholtz.

OBJETIVOS:

- Estudiar el funcionamiento de una pila electroqumica, determinandoexperimentalmente su Fuerza electromotriz (FEM).

- Estudiar la dependencia de la FEM respecto de la temperatura y correlacionarla

con la Ley de Nernst.

MATERIALES Y REACTIVOS:Voltmetro, lminas de cinc y cobre, solucin diluida de ZnSO4(~0.1 M), solucinconcentrada de CuSO4(~1M), celda con puente salino, baos termostatados a 20,25, 30 y 40C.

PROCEDIMIENTO:

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Lavar los electrodos con cido ntrico diluido y abundante agua destilada.Colocar las soluciones de ZnSO4 y CuSO4 en la celda. Acidular levemente ambassoluciones con cido sulfrico.Sumergir los electrodos en ambas soluciones.Termostatar y medir la Fem y temperatura

CLCULOS:

- Construir una tabla con los datos de FEM y temperatura.- Expresar las FEM obtenidas en funcin de la temperatura en la forma de un

polinomio en T como:E= a + bT + cT2

Para determinar las constantes a, b y c es necesario resolver un sistema de tresecuaciones para tres temperaturas experimentales.

- Construir un grfico E vs T.

- Empleando la expresin polinomial obtenida evaluar PT

E

yPT

E2

2

y

mediante las ecuaciones (1) a (4), calcular los respectivos parmetrostermodinmicos a 25o C para el proceso:

2 0 0 2

( ac ) ( s ) ( s ) ( ac )Zn Cu Zn Cu

- Discutir los errores experimentales.- Escribir las reacciones que tienen lugar en cada electrodo de la pila.

DISCUSIN (incorporar respuestas en el informe):

1. Cules son las relaciones entre la FEM de una celda y los parmetros

termodinmicos G, S, H y CP?2. Cmo vara la FEM de una celda con la temperatura?3.

Cmo puede estimarse la FEM de una celda en forma terica?4.

Cmo puede estimarse la FEM de una celda en forma experimental?5. De qu factores depende la FEM de una celda?

REFERENCIAS:

J. Rose Experimentos de Qumica-Fsica Superior.Ed. Acribia. Zaragoza.Espaa (1966) p. 143-147.