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UNIVERSIDAD JOS ANTONIO PEZ ESCUELA DE INGENIERA CIVIL, INGENIERA MECNICA E INGENIERA INDUSTRIAL QUMICA GENERAL (QGC04405- QUI04405 - QUI04506)

PRCTICA 6 CELDAS ELECTROQUIMICAS Y CORROSIN

OBJETIVOS Verificar la espontaneidad en algunas reacciones de xido reduccin. Construir varias celdas galvnicas y determinar el potencial de cada una de ellas. Estudiar el efecto de la concentracin sobre el potencial de celda. Construir celdas electrolticas y analizar las reacciones qumicas involucradas. Comparar la corrosin del hierro en diferentes medios.

MATERIALES 1 voltmetro, 2 cables elctricos con conectores, 1 cilindro poroso, 1 vaso de precipitados de 250 mL, gradilla con tubos de ensayo, 1 embudo pequeo, papel pH y un pedazo de lija. REACTIVOS Zn(s), Cu(s), alambre de Cu, cinta de Mg, 12 clavos de hierro. Solucin 1 M de HCl, Solucin 6 M de HNO3. Soluciones 0,1 M de NaCl, CuSO4 y ZnSO4. Solucin HCl 0,2 M. Soluciones 0,01 M de ZnSO4 y CuSO4. Soluciones 1M de KSCN, Ferricianuro de potasio al 1%. Solucin de agar-agar al 1%. Fenolftalena al 1%, trocitos de CaCl2

INTRODUCCIN REACCIONES DE XIDO REDUCCIN

Las reacciones de xido reduccin se producen por transferencia de electrones entre una especie que se oxida, quien dona los electrones, y otra que se reduce o los acepta.

La reaccin: Zn(s) + Cu2+(ac) Zn2+(ac) + Cu(s) evidencia la oxidacin del Zn y la reduccin del in Cu2+. Si enfocamos la atencin sobre el tomo de Zn, decimos que este es un agente reductor, porque al oxidarse, permite que el in Cu2+ se reduzca.

Desde el punto de vista del Cu2+, este es un agente oxidante, porque su reduccin obliga al Zn a oxidarse. Conceptualmente, una reaccin de xido reduccin puede dividirse en dos medias reacciones:

de oxidacin: Zn(s) Zn2+ + 2e-

y de reduccin: Cu2 + + 2e Cu(s)

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ESPONTANEIDAD DE REACCIONES REDOX Y DIFERENCIA DE POTENCIAL

Toda reaccin de xido-reduccin, cuando tiende espontneamente al estado de equilibrio, lo hace porque hay una diferencia de potencial positiva entre el estado de equilibrio y el estado inicial de los reaccionantes. Esta diferencia de potencial, al igual que un objeto en el campo gravitatorio, es una fuerza electromotriz que puede aprovecharse para obtener trabajo til. La diferencia de potencial elctrico o , para una reaccin espontnea, es positiva. Mientras mayor sea el valor de , mayor es la tendencia de los reaccionantes a formar los productos. Para una reaccin de xido- reduccin, el valor de depende de tres variables: la naturaleza de los reaccionantes, la concentracin de las especies inicas, y la temperatura. Para comparar la espontaneidad de diversas reacciones de xido reduccin, deben fijarse condiciones en las cuales esta comparacin es posible y que dependa nicamente de su naturaleza. Estas son denominadas, condiciones estndar: la temperatura en 25 oC, la presin de los gases es 1 atm y la concentracin de especies inicas es 1 M. El potencial medido en estas condiciones se denomina potencial estndar y se denota por . En las reacciones de xido-reduccin el signo de es usado como criterio de espontaneidad; Si < 0 la reaccin no es espontnea; si = 0 se establece un equilibrio y si > 0, la reaccin es espontnea.

Cada reaccin tiene un caracterstico:

Zn(s) + Cu2+ (ac) Zn2+(ac) + Cu(s) = 1,100 V (1) Zn(s) + 2 H+(ac) Zn2+(ac) + H2(g) = 0,760 V (2) Cu(s) + 2H+(ac) Cu2+(ac) + H2(g) = - 0,340 V (3)

El signo negativo de la ltima reaccin, indica que no es espontnea en el sentido de izquierda a derecha, sino en sentido opuesto. Esto significa que si se coloca un pedazo de Zn en una solucin cida, de HCl, p.e., se desprende H2, mientras que si se coloca un pedazo de Cu en una solucin de HCl, no hay desprendimiento del gas. El valor de es una medida simultnea de la tendencia a oxidarse de una especie y de la tendencia a reducirse de la otra.

CELDAS ELECTROQUMICAS Las reacciones de xido reduccin pueden efectuarse estando los reaccionantes

separados, como los ejemplos de la seccin anterior, o conectados externamente. Esto puede ocurrir en las celdas galvnicas. Las celdas galvnicas son dispositivos empleados para generar corriente elctrica a partir de una reaccin de xido-reduccin espontnea (celdas galvnicas o voltaicas). Si la reaccin no es espontnea, las celdas electrolticas,

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son utilizadas para producir una reaccin de xido-reduccin aplicando un potencial elctrico.

Las celdas galvnicas generalmente constan de dos medias celdas unidas externamente a travs de un circuito elctrico, conectadas internamente por un puente salino o una placa porosa, Figura 7.1.

Fig. 7.1 Celda Daniell

Cada media celda est formada por un electrodo metlico sumergido en una solucin inica, del catin que participa en la reaccin y del anin que lo acompaa. Por ejemplo, Cu2+ y SO42- en un caso y de Zn2+ y SO42- en el otro. En el ejemplo de la figura, la oxidacin ocurre en el nodo generando electrones:

Zn(s) Zn2+(ac) + 2e-

En cualquier tipo de celda, sea galvnica o electroltica, el nodo es el electrodo donde tiene lugar la oxidacin y el ctodo, es en donde ocurre la reduccin. En las celdas galvnicas, el nodo es el polo negativo. El ctodo es el polo positivo. Los electrones fluyen a travs del circuito exterior desde el electrodo de Zn hacia el electrodo de Cu. En este electrodo (ctodo) los iones Cu2 + se reducen a Cu(s):

Cu2 +(ac) + 2e- Cu(s)

La reaccin neta en la celda es la suma de las dos semi reacciones:

Zn(s) + Cu2+(ac) Zn2+(ac) + Cu(s).

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La representacin abreviada de la celda en donde ocurre sta reaccin es:

Zn/Zn2+(x M)//Cu2+(x M)/Cu. El smbolo / representa una superficie de contacto entre dos fases distintas. El

nodo se escribe a la izquierda. En el nodo se producen iones Zn2 + y en el ctodo se consumen iones Cu2 +. La migracin de iones a travs de la placa porosa o de un puente salino, compensa la variacin de cargas elctricas en ambas soluciones.

La placa porosa o el puente salino se representa abreviadamente por //. Si hay un puente salino, ste contiene una solucin concentrada de una sal inica que puede ser KCl o NH4Cl. Sus iones negativos migrarn hacia la media celda que contiene al nodo y los positivos hacia la media celda que contiene al ctodo; esto permite mantener constante el flujo de electrones. En el caso de la placa porosa, los iones negativos presentes en la media celda que contiene al ctodo, migrarn hacia la media celda que contiene al nodo, para mantener en todo momento, la neutralidad elctrica de la solucin.

POTENCIALES ESTNDAR DE MEDIA CELDA El potencial estndar de la celda, es un valor experimental que mide la tendencia

simultnea de una especie a reducirse frente a otra que se oxida, cuando la celda opera en condiciones estndar. Si se asume por convencin internacional, una especie como patrn, por ejemplo el hidrgeno, el potencial de celda sera medido respecto al patrn cuyo valor se le asigna, por convencin, igual a cero Voltios. El potencial medido sera atribuido a la otra especie que se oxida o que se reduce. Por ejemplo el potencial estndar de la celda donde ocurre la reaccin (2) es 0,76 V. Dado que:

Zn (s) + 2 H+ (ac) Zn2+ (ac) + H2 (g) = 0,760 V y que por convencin

2H+ + 2e H2 = 0,000 V

se concluye que el potencial de oxidacin del Zn:

Zn Zn2+ + 2e = 0,760 V

De igual manera, para la reaccin (3) Cu (s) + 2 H+ (ac) Cu2+ (ac) + H2 (g) = -0,340 V, y puesto que

H2 2H+ + 2 e =0,000 V (por convencin) se concluye que el potencial de oxidacin del Cu

Cu Cu2+ + 2 e = -0,340 V.

Si agrupamos los potenciales de media celda como potenciales estndar de reduccin, tenemos:

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Cu2+ + 2e Cu = 0,340 V

2H+ + 2e H2 = 0,000 V

Zn2+ + 2e Zn = -0,760 V

De esta tabla se concluye que el in Cu2+ se reduce ms fcilmente por lo que es el mejor agente oxidante y puede oxidar al H2 y al Zn.

A continuacin se ilustra parte de una tabla de potenciales estndar de reduccin o de electrodo:

SEMI REACCIN (Voltios) Cl2 (g) + 2e 2 Cl- (ac) + 1,358 NO3- (ac) + 4 H+ (ac) + 3 e NO(g) + 2 H2O + 0,956 2 H2O + O2 (g) + 4e 4OH- (ac) + 0,401 Cu2+ (ac) + 2e Cu (s) + 0,340 2H+

(ac) + 2e H2 (g) 0,00 (referencia) Pb2+ (ac) + 2e Pb (s) - 0,125 Sn2+ (ac) + 2e Sn (s) - 0,137 Fe2+ (ac) + 2e Fe (s) - 0,440 Zn2+ (ac) + 2e Zn (s) - 0,760 2 H2O + 2e 2 H2 (g) + 2OH- (ac) - 0,830 Mg2+ (ac) + 2e Mg (s) - 2,356

De esta lista, concluimos adems:

La especie que tiene mayor tendencia a reducirse, por lo tanto la ms oxidante es el Cl2. Esta puede oxidar a todos los metales. El Mg es la especie ms reductora., o tiene mayor tendencia a oxidarse; es ms andico.

En solucin cida, por ejemplo HCl, todos los metales, excepto el Cu, pueden oxidarse desprendiendo hidrgeno. Solamente el cido ntrico, HNO3, puede oxidar al Cu; no as el HCl.

Dos metales en contacto se comportan como una celda electroqumica. Si se coloca en agua que contiene oxgeno disuelto, un trozo de hojalata (Fe y Sn en contacto), el Fe ser oxidado antes que el Sn, quedando protegido ste ltimo. En ese caso se dice que el Fe, por oxidarse ms fcilmente, es ms andico.

Igualmente, si se colocan Fe y Mg en contacto, y se sumergen ambos en agua conteniendo oxgeno disuelto, el Mg ser oxidado ya que ste es ms andico, convirtiendo al Fe en un ctodo.(proteccin catdica)

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El oxgeno disuelto en agua es un agente oxidante de todos los metales, liberando iones OH-, (cuya presencia puede detectarse con fenolftalena)

ECUACIN DE NERNST La ecuacin de Nernst, relaciona el potencial de una celda en condiciones no

estndar con el potencial en condiciones estndar. Walther Nernst obtuvo el premio Nobel de qumica de 1920 por haber formulado cuantitativamente y demostrado las leyes que rigen este fenmeno.

Para una reaccin dada, a 25 oC, el slo depender de la concentracin de las especies inicas (o de la presin parcial de los gases en los electrodos gaseosos).

Para la reaccin de la celda Daniell:

Zn (s) + Cu2+ (ac) Zn2+ (ac) + Cu (s), la aplicacin de la ecuacin de Nernst da:

= - ][][log059,0 2

2

+

+

CuZn

n

En la ecuacin, es el potencial estndar de la celda, 1,10 V. 0,059 es una constante a 25oC, n es el nmero de moles de electrones por cada mol de iones Cu2+ que se reduce; 2 en este caso. Las concentraciones molares de las especies inicas, se indican entre corchetes.

En una celda de concentracin, en la que hay dos concentraciones diferentes de la misma especie inica, hay un proceso espontneo. La especie inica ms concentrada tiende a diluirse. Por ejemplo, si en una celda de concentracin, en una semi celda tenemos que la concentracin de Pb2+ es 0,1 M y en la otra tenemos Pb2+ 0,01 M, el proceso espontneo puede esquematizarse:

Pb2+ (0,1 M) Pb2+ (0,01 M) El nodo, o electrodo negativo, est en contacto con la solucin ms diluida. El

potencial elctrico asociado a ste proceso puede calcularse de acuerdo a la ecuacin de Nernst, en la que = 0. Con n = 2, resulta 0,03 V.

ELECTRLISIS Este fenmeno fue estudiado por Michael Faraday (1791-1867) y consiste en la

descomposicin de un electrolito al hacerle pasar una corriente elctrica mediante un par de electrodos. El dispositivo en el cual ocurre la electrlisis se llama celda electroltica. Los electrlitos son sustancias que se disocian en sus iones positivos y negativos constituyentes cuando estn fundidas o disueltas, lo cual permite la movilidad de la carga que transportan y la consiguiente conduccin elctrica.

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La obtencin de ciertas sustancias, la galvanizacin del hierro (recubrimiento con Zn),la extraccin y purificacin de metales, el recubrimiento de objetos metlicos, son procesos electrolticos de gran inters industrial.

El sodio metlico y el cloro gaseoso se obtienen por electrlisis del NaCl fundido mediante electrodos inertes. Los electrodos inertes ni se oxidan ni se reducen pero en su superficie ocurre la respectiva reaccin andica y catdica. La fuente de poder enva electrones hacia el ctodo, cargndolo negativamente. Los cationes se mueven hacia el ctodo donde ocurre la reduccin del Na+ (6) y los aniones se mueven en direccin opuesta hacia el nodo, en el cual ocurre la oxidacin del Cl- (7).

Si en lugar de NaCl fundido se usa una solucin acuosa de NaCl se observa que las posibles reacciones en el ctodo son:

2 H+ (ac) + 2e H2 (g) = 0,000 V (4) 2 H2O + 2e H2 (g) + 2 OH- (ac) = 0,830 V (5) Na+ (ac) + e Na (s) = 0,710 V (6)

De acuerdo con los potenciales requeridos por cada una, la reaccin ms probable es la (4), pero como la solucin es neutra, la cantidad de iones H+ es muy pequea (1 * 10-7 M) y aunque ocurre se desprecian sus efectos. En consecuencia, la reaccin (5) est ms favorecida que la (6) porque esta ltima tiene un potencial de reduccin muy negativo. Las posibles reacciones de oxidacin en el nodo son:

2 Cl- (ac) Cl2 (g) + 2e = 1,358 V (7) 2 H2O O2 (g) + 4 H+(ac)+ 4e = 1,23 V (8)

Aunque por el potencial requerido, pareciera que la (8) est ms favorecida, experimentalmente se comprueba, que en una electrlisis el verdadero potencial requerido para que ocurra esta reaccin es mucho mayor que el terico. Esto se llama sobrevoltaje. Por lo tanto, lo que se forma en realidad en el nodo es cloro gaseoso (7) y no oxgeno gaseoso (8). La reaccin neta es: 2 H2O + 2 Cl- (ac) H2 (g) + 2 OH- (ac) + Cl2 (g) = 2,188 V (9)

En conclusin, los resultados experimentales dependern de la naturaleza de las sustancias presentes, pero en solucin acuosa siempre se deber considerar la posibilidad de oxidacin o reduccin de todas las especies disueltas y del agua en si misma. En la electrlisis del agua se puede producir hidrgeno gaseoso, sustancia que reacciona explosivamente con oxgeno, por lo que debe hacerse con cuidado.

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CORROSIN La corrosin es una destruccin lenta y progresiva de un metal, debido a la

formacin de infinitas celdas galvnicas y electrolticas sobre su superficie. Depende de la heterogeneidad del metal: de su constitucin, de su estructura, de orden mecnico y del estado de la superficie. Depende adems de la heterogeneidad del medio corrosivo: gradiente de concentracin, gradiente de temperatura, gradiente de contenido de oxgeno.

La Figura 7.2 representa lo que ocurre sobre una superficie de hierro expuesta a una gota de agua. Se establece una celda de concentracin de oxgeno.

Fig. 7.2. Pila de corrosin del Fe

El sitio andico es la superficie de hierro debajo del centro de la gota, en donde la concentracin de oxgeno es menor. Sobre el sitio andico se tiene la oxidacin:

Fe (s) Fe2+ (ac) + 2e Sobre el sitio catdico, la reduccin es:

2 H2O + O2 (g) + 4e 4OH- (ac) Si se quiere proteger la superficie de hierro de la corrosin, se debe evitar el

contacto con el oxgeno o con el agua, utilizando pintura o un recubrimiento metlico mediante electrlisis con otro metal que cubra su superficie completamente, o un inhibidor qumico que acta sobre los sitios andicos de la superficie metlica. Se puede utilizar adems la proteccin catdica, la cual consiste en convertir al hierro en un ctodo, ponindolo en contacto con un metal ms andico, tal como el Mg.

2+

sitio catdico 2 H2O + O2 (g) + 4e 4OH

- (ac)

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EXPERIMENTO No. 1. ESPONTANEIDAD DE ALGUNAS REACCIONES REDOX:

1. Tome 2 tubos de ensayo y vierta en cada uno 2 mL de HCl 0,2M.

2. A uno adale un pedacito de Cu metlico y al otro un pedacito de Zn metlico.

3. Anote sus observaciones y escriba la ecuacin correspondiente al cambio ocurrido indicando la especie oxidada y la especie reducida.

4. Cul de las dos especies metlicas es mejor agente reductor respecto al hidrgeno? 5. En un tubo de ensayos coloque un pedacito de Cu y 2 mL de HNO3 6M. Caliente

suavemente hasta que comience la reaccin

6. Escriba la reaccin ocurrida:

______________________________________________________________________

7. Identifique la especie qumica que se desprende en forma gaseosa.

______________________________________________________________________

8. Identifique la especie oxidada y la especie reducida:

______________________________________________________________________

9. Tome 2 tubos de ensayos. En uno de los tubos coloque 1 mL de ZnSO4 0.1M y un pedacito de Cu metlico y en el otro tubo coloque 1 mL de CuSO4 0,1M y un pedacito de Zn metlico.

10. Anote sus observaciones y escriba las ecuaciones qumicas correspondientes.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

11. Concuerdan sus observaciones con los resultados esperados usando la tabla de potenciales?____________________________________________________________

EN SU INFORME: JUSTIFIQUE SUS OBSERVACIONES USANDO LA TABLA DE POTENCIALES. EN SU INFORME JUSTIFIQUE CUALQUIER DISCREPANCIA. ESCRIBA TODAS LAS ECUACIONES QUMICAS QUE REPRESENTEN LOS CAMBIOS OBSERVADOS.

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EXPERIMENTO No. 2. CONSTRUCCIN Y DETERMINACIN DEL POTENCIAL DE LA CELDA:

Zn(s)/Zn2+(0,1M)//Cu2+(0,1M)/Cu(s). 1. Vierta en el cilindro poroso solucin de ZnSO4 0,1 M, hasta aproximadamente 1/3 de

su volumen.

2. Colquelo dentro del vaso de precipitados de 250 mL. 3. Aada al vaso de precipitados, cuidando de no contaminar la solucin en el cilindro

poroso, solucin de CuSO4 0,1M hasta igualar los dos niveles.

4. Conecte las placas metlicas al voltmetro, a travs de los cables.

5. Introduzca las placas metlicas previamente lijadas en las soluciones respectivas. CUIDE QUE LOS CONECTORES NO TOQUEN LAS SOLUCIONES.

6. Anote el potencial_____________________________

EN SU INFORME: JUSTIFIQUE SUS OBSERVACIONES USANDO LA TABLA DE POTENCIALES Y LAS POSIBLES FUENTE DE ERROR. ESCRIBA TODAS LAS ECUACIONES QUMICAS QUE REPRESENTEN LOS CAMBIOS OBSERVADOS.

EXPERIMENTO No. 3. EFECTO DE LA CONCENTRACIN SOBRE EL POTENCIAL DE Zn(s)/Zn2+//Cu2+/Cu(s) 3.1. Zn2+ (0,01M) y Cu2+ (0,1 M) 1. Saque el electrodo de Zn de la solucin en el cilindro para limpiarlo con agua destilada

y lijarlo cuidadosamente. 2. Saque el cilindro poroso, evitando contaminar la solucin de Cu2+. 3. Lave bien el cilindro poroso y colquelo dentro del vaso de precipitados usado en el

experimento anterior (el cual contiene solucin de Cu2+ 0,1M) 4. Aada solucin de ZnSO4 0,01M al cilindro poroso, hasta igualar la altura de la

solucin del vaso de precipitados. Introduzca el electrodo de Zn en el cilindro poroso. 5. Anote el potencial:_________________________________ 3.2. Zn2+ (0,1M) y Cu2+ (0,01 M) Siguiendo las instrucciones anteriores construya la siguiente celda y mida su potencial (El electrodo Zn(s)/Zn2+ est en el cilindro poroso)

Zn(s)/Zn2+ (0,1M)//Cu2+(0,01M)/Cu(s). :_________________________ EN SU INFORME: COMPARE LOS VALORES EXPERIMENTALES CON LOS TERICOS. JUSTIFIQUE CUALQUIER DISCREPANCIA ENTRE ELLOS.

NOTA: PARA SIMPLIFICAR LA CONSTRUCCIN DE LA CELDA REPRESENTADA EN LA FIGURA 7.1 DEL ANEXO A ESTA PRCTICA, UTILIZAREMOS UN VASO DE PRECIPITADOS DE 250 ML QUE CONTENGA UNA SOLUCIN CON EL ELECTRODO CORRESPONDIENTE, Y DENTRO DE STA, COLOCAREMOS UN VASO POROSO QUE CONTIENE LA SOLUCIN Y SU RESPECTIVO ELECTRODO.

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EXPERIMENTO No. 4. CELDA DE CONCENTRACIN Construya la siguiente celda de concentracin (Cu2+ 0,1M en el cilindro poroso) y mdale el potencial.

Cu(s)/Cu2+(0,1M)//Cu2+(0,01M)/Cu(s) :_____________________ EN SU INFORME: COMPARE EL VALOR EXPERIMENTAL CON EL TERICO. JUSTIFIQUE CUALQUIER DISCREPANCIA ENTRE ELLOS.

EXPERIMENTO No. 5. ELECTRLISIS

Siguiendo el procedimiento anterior, construya las siguientes celdas electrolticas. En lugar de conectar los electrodos al voltmetro, despus de sumergirlos en la solucin correspondiente, conctelos a una batera o fuente de 9 V durante 1 2 minutos. Anote sus observaciones (burbujeo, cambio de color, etc): a) Un electrodo de cobre (polo positivo) y un clavo de hierro (polo negativo) sumergidos en solucin de CuSO4 0,1 M

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

b) Dos clavos de hierro en solucin de NaCl 0,1 M _________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

EN SU INFORME: ANALICE Y COMPARE SUS RESULTADOS. JUSTIFIQUE SUS OBSERVACIONES MEDIANTE ECUACIONES QUMICAS Y LOS POTENCIALES CORRESPONDIENTES.

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EXPERIMENTO No. 6. PROCESO DE CORROSIN (UN SOLO EXPERIMENTO PARA TODO EL GRUPO DEL LABORATORIO) 6.1 INFLUENCIA DEL MEDIO EN EL PROCESO DE CORROSIN 1. Coloque en cinco tubos de ensayos (A,B,C,D y E), solucin de NaCl (A), agua

corriente (B) , agua destilada hervida durante un minuto (C) , trocitos de CaCl2 (D) y un tubo vaco (E).

2. Anote el pH de los lquidos:_______________________________________________

3. En cada tubo de ensayos introduzca cuidadosamente un clavo de hierro previamente lijado. En el tubo C se cubrir la superficie cuidadosamente con aceite vegetal y el tubo D se tapar con un tapn de goma.

4. Asista al laboratorio regularmente y tome nota de sus observaciones. Dnde hay mayor corrosin?

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

5. Despus de una semana anote las siguientes observaciones. a) Tome dos tubos de ensayo limpios y secos y coloque en ellos 1 mL de cada una de

las soluciones de los tubos A y B que contienen los clavos de hierro. Anote el valor del pH.______________________

b) Agregue 5 gotas de solucin de HCl 1 M a cada tubo. c) Agregue gota a gota KSCN 1 M, a cada uno de los tubos y anote sus observaciones

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

d) Tome dos tubos de ensayo, a uno se le coloca 1 mL de la solucin del tubo A y al otro se le coloca 1 mL de la solucin del tubo B.

e) Agregue 5 gotas de solucin de HCl 1 M a cada tubo. f) Agregue gota a gota, ferricianuro de potasio al 1 % y anote sus observaciones

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

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6.2. CORROSIN DE DOS METALES EN CONTACTO 1. Lije cuatro clavos de hierro (A, B, C y D) 2. Doble el clavo A, enrolle una cinta de magnesio alrededor del clavo B y enrolle un

alambre de cobre alrededor del clavo C. (debe haber buen contacto entre ambos metales

3. Llene cada tubo, hasta de su volumen, con solucin de agar-agar (*) la cual contiene ferricianuro de potasio al 1% y fenolftalena al 1%.

4. Anote sus observaciones

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

5. Al cabo de una semana. Anote sus observaciones. _________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

EN EL INFORME: DISCUTA SUS RESULTADOS Y ESCRIBA LAS REACCIONES OCURRIDAS.

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CUESTIONARIO N 6

1. Investigue como se puede determinar si una reaccin de xido reduccin es espontnea o no.

2. Si se mezclan las siguientes especies, investigue si ocurre alguna reaccin espontnea y escriba la ecuacin qumica que la representa:

i) Zn(s) y HCl 1M ii) Cu(s) y HCl 1M

iii) Zn(s) y CuSO4 1M iv) Cu(s) y ZnSO4 1M.

3. Haga un esquema de la celda galvnica resultante al acoplar un electrodo de Zn/Zn2+ (1M) y un electrodo de Cu/Cu2+(1M). Indique el nodo, el polo negativo y la direccin del flujo de electrones.

4. Se construye una celda formada por un nodo de Hg/Hg2+ y un ctodo de Pt/Br2/Br-. El potencial estndar de la celda es 0,22 V. Con ayuda de la Tabla de Potenciales, escriba la reaccin neta Si la concentracin de Hg2+ es menor que 1M, el potencial de la celda ser mayor, menor o igual al potencial estndar? Justifique su respuesta.

5. Calcule para las siguientes celdas: a) Zn/Zn2+(0,1M)//Cu2+(0,1M)/Cu b) Zn/Zn2+(0,01M)//Cu2+(0,1M)/Cu c) Zn/Zn2+(0,1M)//Cu2+(0,1M)/Cu

6. Investigue el funcionamiento de las siguientes celdas comerciales: Pila seca o Leclanch y Acumulador de plomo (Batera del automvil)

7. Se construye una celda galvnica con un electrodo de Pb/Pb2+(0,1M) y otro de Pb/Pb2+(0,01M). a) Haga un esquema de la celda indicando cada una de sus partes principales. b) Explique el funcionamiento del puente salino, si este contiene una solucin saturada de KNO3.

c) Determine el valor y explique a qu se debe ese potencial en esta celda de concentracin.

8. Explique en qu consiste el proceso de galvanoplastia tambin llamado galvanotecnia.

9. a) Escriba las reacciones andicas y catdicas que ocurren durante el proceso de corrosin del hierro.

b) Explique por qu la corrosin es ms fcil en presencia de agua de mar. c) Cmo se pueden proteger los objetos de hierro del proceso de corrosin? d) Qu es corrosin galvnica?

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e) Qu es proteccin catdica y cules son los metales ms comnmente usados como nodos de sacrificio?

10. Investigue cmo se puede detectar cualitativamente la presencia de iones de Fe2+ o iones Fe3+ en una solucin. Escriba las reacciones necesarias.

11. El hormign armado es un material muy utilizado en la construccin pues al recubrir a las barras de acero de refuerzo (armaduras) con un espesor adecuado, las protege de la corrosin. Investigue cules son los factores desencadenantes de la corrosin de las armaduras y cules son los inhibidores ms comunes de este proceso.

12. Investigue cules factores inciden en la corrosin del acero inoxidable

BIBLIOGRAFA K. WHITTEN, R. DAVIS, M. PECK, G. STANLEY. Qumica. Editorial Cengage Learning. Octava Edicin. 2008. Pag: 791 - 823

FISICANET (2007) ELECTROQUMICA ELECTRLISIS Y PILAS Descargado el 15/10/2007 del sitio:

http://www.fisicanet.com.ar/monografias/monograficos2/es14_electroquimica.php

Enlaces de los videos de la prctica: http://youtu.be/tHhLpp5gj38 (espontaneidad) http://youtu.be/EU9HZ3rF-7s (celdas galvanicas)

http://youtu.be/oygvovqvvEA (electrolisis)

http://youtu.be/bmSHOAdtF4Q (corrosin del hierro)