Objetivo: Preparar y Probar una celda galvánica
Hipótesis: ¿Por medio de un electrolito y cátodo de
cobre y ánodo de zinc producira corriente eléctrica?
Marco teórico:
Cundo
la reacciones redox, son espontáneas, liberan energía que se puede emplear para
realizar un trabajo eléctrico. Esta tarea se realiza a través de una celda
voltaica (o galvánica).
Las
celdas galvánicas, son un dispositivo en el que la transferencia de electrones,
(de la semireacción de oxidación a la semireacción de reducción), se produce a
través de un circuito externo en vez de ocurrir directamente entre los
reactivos; de esta manera el flujo de electrones (corriente eléctrica) puede
ser utilizado.
Pila galvánica
La
pila galvánica, consta de una lámina de zinc metálico, Zn (electrodo anódico),
sumergida en una disolución de sulfato de zinc, ZnSO4, 1 M (solución anódica) y
una lámina de cobre metálico, Cu (electrodo catódico), sumergido en una
disolución de sulfato de cobre, CuSO4, 1M (solución catódica).
El
funcionamiento de la celda se basa en el principio de que la oxidación de Zn a
Zn2+ y la reducción de Cu2+ a Cu se pueden llevar a cabo simultáneamente, pero
en recipientes separados por un puente salino, con la transferencia de
electrones, e-, a través de un alambre conductor metálico externo.
Las láminas de zinc y cobre son
electrodos.
Los
electrodos son la superficie de contacto entre el conductor metálico y la
solución de semicelda (anódica o catódica). Si el electrodo no participan de la
reacción redox (ni se oxida ni se reduce), se le llama electrodo inerte o
pasivo. Cunado participa de la reacción redox, como es este caso, se denomina
electrodo activo.
Material
para el experimento:
·
2 vasos de
precipitado de 50 ml
·
1 lámina de zinc.
·
2 caimanes
·
2 cables de
conexión
·
1 voltímetro de
corriente continua.
·
Puente salino
(capsula de porcelana, caja de cartón de huevo)
·
Disolución de
CuSO4, 1M
·
Disolución de
ZnSO4, 1M
·
25 ml de agua
destilada.
Procedimiento:
1.
Se calcula el
peso molecular de cada compuesto.
·
PM del CuSO4: 159.62 uma
·
PM del ZnSO4 * 7H2O: 228.44 uma
Se utiliza regla de tres o análisis dimensional para calcular los
gramos de cada compuesto.
2.
Se llenan los
vasos de precipitado con 25 ml de agua destilada y se le agregan los gramos
calculados.
3.
Se conecta los
caimanes con los cables del voltímetro y con las láminas.
4.
Se comunican las
dos disoluciones mediante el puente salino.
5.
Finalmente se
introduce la lámina de Cu en la disolución de CuSO4 y la lámina de Zn en la
disolución de ZnSO4.
6.
Se lee el valor
de la diferencia de potencial que genera la pila.
Según
la tabla 19.1 de la página 846 del libro Química por Chang, el Zn
genera una carga de -0.76 V mientras que el Cu genera una carga de +0.34. Al sumar los
dos se produce 1.10 V. Al realizar el
experimento obtuvimos una carga
de -106.3/200 mw.
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