Labo9 Dependencia de La Fem Con La Temperatura

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Universidad Nacional Del Callao - FIQ

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

Laboratorio de Fisicoquímica II

PROFESOR:

Ipanaque, Calixto

ALUMNOS:

Marcelo Flores, Mayorie 080798E Molina Rodriguez, Eduardo 072792A Santana Huavil, Carlos 090098F Toledo Milla, Johan 094028B 2011

LABORATORIO DE FISICOQUIMICA II

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I. OBJETIVOS

Graficar la dependencia de la FEM con la Temperatura.

Determinar ∆G, ∆H, ∆S.

II. FUNDAMENTO TEÓRICOLa electroquímica trata de la relación entre las reacciones de óxido reducción, en las cuales tienen lugar la transferencia de electrones y la producción y uso de una corriente eléctrica. Pueden dividirse en dos áreas que son, esencialmente la una a la otra, aunque ambas estén gobernadas por principios comunes.

La electrólisis. Es el proceso por el cual una corriente eléctrica, guiada por un potencial externo, produce un cambio químico.

Las celdas electroquímicas o galvánicas. Son dispositivos que usan cambios químicos para producir una corriente eléctrica. Las reacciones químicas que se estudiarán son reacciones de oxido-reducción caracterizada por un cambio de número de oxidación de elementos.

Uno de los reactivos entregará electrones (se oxida)

El otro reactivo acepta los electrones (se reduce)

Aunque la oxidación y reducción se realizan simultáneamente suele ser conveniente escribirlos separadamente así por ejemplo.

La oxidación Cu0 por Ag+

2Ag + + Cuº + 2e- 2Agº + Cu++ + 2e-

Se puede considerar como que consta de 2 procesos:

Oxidación Cu0 Cu2+ (aq) + 2e- (ánodo) Reducción 2 (Ag1+ + e- Ag0 ) (cátodo)

Ley de Faraday

La cantidad de electricidad en coulombios (q) es igual número de equivalentes oxidados o reducidos (n) multiplicado por el valor de Faraday, es decir.

q= nF

Un faraday es la cantidad de electricidad transportada por un mol de electrones e igual a 96940 coulombios. De la definición de de intensidad de corriente (I) se deduce.

q= It t= segundos It=q=nfDependiendo del sistema (reactivos) este intercambio de electrones puede producirse espontáneamente ( G 0) o no ( G 0). Las reacciones redox espontáneas se utilizan para generar electricidad (celdas galvánicas). Las reacciones redox no espontáneas


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pueden impulsarse externamente utilizando electricidad (celdas electroquímicas). En cualquiera de estos casos, las semireacciones de oxidación y reducción ocurren en polos opuestos que se denominan electrodos. El electrodo donde ocurre la reducción se llama cátodo y en el que se produce la oxidación se llama ánodo.

En una celda galvánica o pila, la reacción espontánea directa es evitada para que el intercambio de electrones ocurra de manera indirecta a través de una vía externa: un conductor eléctrico. De esta manera el dispositivo genera corriente eléctrica y con ello entrega un trabajo efectuado por el sistema.

La fuerza impulsora de una pila que mueve los electrones a través de un circuito externo (del ánodo al cátodo) es la diferencia de potencial eléctrica y se denomina fuerza electromotriz (fem) que se mide en voltios.

También sabemos que G = - n.F.E

Entonces: E 0 Reacción espontánea. E 0 Reacción no espontánea.

Cuando una celda tiene los mismos electrodos se llama celda de concentración y en una celda de concentración E0 = 0.

III. MATERIALES Y REACTIVOS Materiales:

Termómetro

Soporte universal y accesorio

Voltímetro

2 vasos precipitados

Puente salino (lo reemplazamos por papel filtro)

Electrodos de Cu y Zn Fuente para baño maria

Serpentín eléctrico conectado al sensor de temperatura

Reactivos:

Agua


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Disoluciones de CuSO4 y ZnSO4

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Con nuestro sistema ya armado y con las soluciones empleadas de CuSO4 y ZnSO4

empezamos con nuestra experiencia.

Primero tomamos la temperatura en una de las disoluciones. T=25ºC.

Luego conectamos a baño maria y tomamos con ayuda del termómetro la temperatura que deseamos.

Para la experiencia requerimos la temperatura a diferentes temperaturas hasta tener suficientes datos como para hacer la grafica más confiable.

Una vez que tenemos nuestro sistema a la temperatura requerida, prendemos el voltímetro para obtener los datos experimentales.

Apuntamos nuestro dato y apagamos el voltímetro

Haremos el mismo procedimiento para cada cambio de temperatura.

V. CALCULOS

A) EntropiaSe tomaron los siguientes datos experimentales:

T(°C) E(mV)25 1077

28.6 106941.1 106143.6 1050


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44.5 104850.2 103554 1025

66.9 1029

Gráfica de T Vs E

Considerando el trabajo eléctrico

Donde la variación del la fem con respecto a la temperatura es la pendiente de la grafica y Z es el numero de electrones transferidos, reemplazando


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B) Energía de Gibbs

Sabemos:

Donde:

Entonces:


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C) Entropía

Sabemos:

Donde:

Entonces:


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VI. CONCLUSIONES

La fuerza electromotriz es una propiedad particular de algunas sustancias para movilizar la carga eléctrica.

A medida que la temperatura aumenta, disminuye la fuerza electromotriz.

Después de la experiencia y graficar los resultados, denotamos que la fuerza electromotriz depende de la temperatura.

VII. RECOMENDACIONES

Cada vez que se termine las anotaciones del voltaje, se debe apagar el voltímetro para evitar el deterioro de este.

No mover los electrodos para no modificar los datos experimentales

Limpiar bien los electrodos, esto se puede hacer con una lima de agua

En caso de tener un puente salino, asegurarse de que no tenga aire en sus conductos.

En reemplazo se puede un puente salino se puede usar papel de filtro bien empapado con las disoluciones.

VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

CASTELLAN, GILBERT W, Fisicoquímica, Addison – Wesley Iberoamericana, Segunda Edición, 1987.

ATKINS, P. W., Fisicoquímica, Addison – Wesley Iberoamericana, Tercera Edición, 1992.

MARON Y PRUTTON, Fundamentos de Fisicoquímica, Limusa, Décima – quinta reimpresión, 1984.


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