UNIVERSIDAD NACIONALAUTONOMA DE MEXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORESCUAUTITLAN

PRACTICA 1“LEYES DE ELECTROLISIS”

Laboratorio de Electroquímica

Ingeniería Química

NOMBRES: Belmontes Luna Santos Daniel, García Velázquez Jesús Gonzales Escobar Martín, Guerrero Colín Alonso

GRUPO: 1401-B

NOMBRE PROFESOR:

FECHA: 3 de Septiembre de 2013

INTRODUCCIÓN

LEYES DE FARADAY

Los líquidos son conductores de la corriente eléctrica (electrólitos, conductores de segunda clase) si, bajo la acción de un campo eléctrico externo, puede efectuarse en ellas el movimiento ordenado de los iones.El movimiento ordenado de los iones en los líquidos conductores se produce en el campo eléctrico creado por los electrodos, o sea conductores unidos a los polos de una fuente de energía eléctrica. El electrodo positivo recibe el nombre de ánodo y el negativo, el cátodo. Los iones positivos (cationes) se mueven hacia el cátodo y los iones negativos (aniones) se mueven hacia el ánodo. La corriente eléctrica en los electrólitos va acompañada de el fenómeno de la electrolisis, desprendimiento en los electrodos de las partes componentes de las sustancias disueltas o de otras, resultantes de reacciones secundarias en los electrodos.Primera Ley de FaradayLa masa M de sustancia que se desprende en el electrodo es directamente proporcional a la carga eléctrica Q que pasa por el electrólito si a través de éste se hace pasar durante el tiempo t una corriente continua de intensidad I.

El coeficiente de proporcionalidad k se denomina equivalente electroquímico de la sustancia. Este coeficiente es numéricamente igual a la masa de sustancia desprendida cuando por el electrólito pasa la unidad de carga eléctrica y depende de la naturaleza química de la sustancia.Segunda Ley de FaradayPara una determinada cantidad de electricidad (carga eléctrica), la masa de un material elemental alterado en un electrodo, es directamente proporcional al peso equivalente del elemento. El peso equivalente de una sustancia es su masa molar dividida por un entero que depende de la reacción que tiene lugar en el material.

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 culombios),q es la carga del electrón = 1.602 x 10-19 culombios por electrón,n es el número de valencia de la sustancia como ion en la solución (electrones por ion),F = qNA = 96485 C·mol-1 es la Constante de Faraday,M es la masa molar de la sustancia (en gramos por mol), yNA 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)

PRIMERA PARTE

ANODO CATODO

PESO INICIAL

PESO FINAL

DIF.Pf-Pi

PESO INICIAL

PESO FINAL

DIF.Pf-Pi

Voltaje(V)

Intensidad(A)

Tiempo(min)

0.5 0.17 3 3.65 3.62 0.03 4.46 4.48 0.02

1.0 0.18 3 3.62 3.62 0 4.48 4.48 0

1.5 0.19 3 3.62 3.61 0.01 4.48 4.49 0.01

2.0 0.21 3 3.61 3.59 0.02 4.49 4.51 0.02

SEGUNDA PARTE ANODO CATODO

PESO INICIAL

PESO FINAL

DIF.Pf-Pi

PESO INICIAL

PESO FINAL

DIF.Pf-Pi

Voltaje(V)

Intensidad(A)

Tiempo(min)

2.8 0.6 10 2.97 2.77 0.20 2.18 2.71 0.51

1.- Haga una grafica de intensidad de corriente contra voltaje

0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.20.155

0.160.165

0.170.175

0.180.185

0.190.195

0.20.205

0.17

0.18

0.19

0.2

Grafica Voltaje vs Intensidad

Intensidad

Volta

je

2.- ¿Existe alguna relación entre la corriente que fluye y la perdida de masa del ánodo? Compare con la primera Ley de Faraday. De acuerdo con la formula presentada como Ley General de la Electrólisis de Faraday m=kIt, siendo la reacción del ánodo la que se muestra:Cu2+ + 2e- → Cu0 que representa la pérdida de masa en dicho electrodo se obtiene:m=3.2 x10−4 (0.17 ) (180 )=9.792x 10−3 Kg que representa la perdida en el que a mayor intensidad administrada al circuito mayor es la pérdida de masa con respecto al tiempo transcurrido.

3.- Para una intensidad de 0.6 A y un tiempo de 10min:a) El numero de electrones y carga eléctrica que circulób) Determine experimentalmente la perdida de masa del electrodo positivoc) Compare los resultados de las preguntas a y b.

Para conocer el valor teórico de l número de electrones y la carga eléctrica que circuló

con al formula: m=(Q )(F )(moleq )( PMmol ) se puede conocer la masa perdida a partir de

los datos de carga y el número de electrones en el intercambio. Siendo Q=It=(0.6A)(10min)=(0.6A)(600s)=360C. Y para calcular el número de electrones que han pasado en ese tiempo siguiendo una regla de tres #e-=[(1e-)(360C)]/(1.69x10-19C)=2.13x1021 electrones en diez minutos, la cantidad es muy grande.Para la determinación experimental de la masa perdida se usa dicha formula sustituyendo los valores con los determinados por medio de la experimentación:

m=(360C )( 1eq96486C )(1mol2eq )(

63.54gmol1mol )=0.1185 g

Comparando con los resultados se deduce que la cantidad de masa perdida es directamente proporcional a la corriente que se suministra en la celda electrolítica.

4.- Calcule a partir de los datos experimentales el valor de la constante de Faraday y el porcentaje de error con respecto a la literatura.Realizando el despeje de la formula utilizada anteriormente podemos deducir que el

cálculo experimental de la constante es con la formula: 1eqF

= m

(moleq )(PMmol )(Q)

1eqF

=(0.1185 g)

( 1mol2eq )( 63.54 g /mol1mol )(360C )=1.036x 10−5

; Así la constante es la inversa del

valor obtenido F=96516.45. Así entonces deducimos que: Vcalc-Vteo/Vcalc*100=0.03% de error, lo cual nos dice que la practica fue hecha con suma precisión.

5.- Investigue cual es el contenido de la segunda ley de Faraday y decir en términos de esta ley cuál debe ser el aumento de masa en el cátodo.

m=(360C )( 1eq96486C )(1mol2eq )(

63.54gmol1mol )=0.1185 g

6.- Reporte que tipo de reacción se lleva acabo en dicho electrodo. Cu+2+2e−¿=¿=Cu0¿

7.- A partir del peso de la placa diga si se cumple la segunda ley de Faraday.