INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

Prá cticá 4: Electroquí micá

QUÍMICA BÁSICA

Profesora: Ana María Molina Álvarez

Grupo: 1CM4 Equipo No.3

Sección: “A”

Integrantes:

Galindo Álvarez Diana Karen

Mota Figueroa Josué Josafat

Osorio Santos Karina

Ruiz García Paola Michelle

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA

MECÁNICA Y ELÉCTRICA

LABORATORIO DE QUI MICA BA SICA

INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA

Grupo: 1CM4

Equipo: 3 Sección: “A”

Objetivo

Aplicar los conocimientos de Electroquímica para obtener un electrodepósito, con los materiales proporcionados en el laboratorio de química.

Electroquímica

La electroquímica es una parte de la química que se dedica a estudiar las reacciones asociadas con la corriente eléctrica que circula en un circuito. Las dos formas de representar las reacciones electroquímicas son:

1) Reacción de reducciónA + ne- → An- Cuando la corriente eléctrica suministra electrones a la sustancia A, y

2) Reacción de oxidación B - ne- → Bn+ Cuando la corriente eléctrica sustrae electrones a la sustancia B.

Una celda electroquímica es una combinación del tipo siguiente:

Conductor

electrónico

(metal)

Conductor

iónico

(electrolito)

Conductor

electrónico

(metal)

En ella pueden tener lugar procesos electroquímicos con el paso de una corriente eléctrica. Si la celda electroquímica produce energía eléctrica, causada por el consumo de energía química, se dice que tenemos una celda galvánica o pila. Si, en cambio, la celda electroquímica consume corriente de una fuente de corriente externa, almacenando como consecuencia energía química, se dice que tenemos una celda electrolítica.

Algunas celdas galvánicas reciben nombres especiales. Una celda de corrosión es una celda o pila galvánica en la cual las reacciones

electroquímicas que tienen lugar conducen a la corrosión. Una celda de corrosión de dimensiones muy pequeñas (por ejemplo ( < 0.1 mm) se conoce como celda de acción localizada o microcelda galvánica. Las celdas locales o micropilas se dan, por ejemplo, en aleaciones multifásicas o en metales con recubrimientos que presentan buena conductividad eléctrica o en inclusiones de óxidos, sulfuros, carbón, etc. La acción de estas celdas a menudo conduce a un ataque localizado, tal como picaduras o corrosión bajo tensión.

DEFINICIÓN DE ÁNODO Y CÁTODO

Para la notación de los dos electrodos en una celda electroquímica (galvánica o electrolítica) son válidas las siguientes definiciones generales: El ánodo es el electrodo en el cual, o a través del cual, la corriente positiva pasa hacia el electrolito. El cátodo es el electrodo en el cual entra la corriente positiva proveniente del electrolito.

Generalmente, se toman como válidas las siguientes reglas:

1) La reacción anódica es una oxidación y la reacción catódica una reducción.

2) Los aniones (iones negativos) migran hacia el ánodo y los cationes (iones positivos) hacia el cátodo. Hay que hacer notar que particularmente en una celda galvánica, por ejemplo en una pila seca, la corriente positiva fluye del polo (+) al (-) en el circuito externo, mientras que dentro de la celda, la corriente positiva fluye del (-) al (+).

http://bibliotecadigital.educ.ar/uploads/contents/M-Quimica.pdf

Material

Celda de acrílico transparente

Un anodo de niquel

3 Catodos de Cobre

Material poroso

1 Fuente de poder

2 Pares de conexiones con caimanes

1 Mechero Bunsen, anillo y tela con asbesto

Franela

Pinzas largas

Agitador de vidrio

1 Termómetro

Vaso de precipitados

Reactivos

Solución de NiSO

Solución de H2SO4

Agua destilada

Procedimiento

Primera parte

1. Se instaló la cuba sin solución, colocando el ánodo dentro de la misma. Se

calentó el Sulfato de Níquel en un vaso de precipitados.

2. Después se realizó un decapado con la placa de cobre, introduciéndola,

con ayuda de pinzas largas, en la solución de H2SO4 (acido) en la

Campana ya que libera gases.

3. Se vacío el Sulfato de Níquel ya caliente, a una temperatura de 60 °C, en la

cuba de acrílico.

4. Luego se introdujo un lado de la placa de cobre (cátodo) en un extremo de

la cuba y del otro el ánodo de Níquel, e inmediatamente so coloco las

conexiones de caimanes en el lugar correspondiente.

5. Se dejó pasar corriente eléctrica durante 30 segundos, con un voltaje de 6

Volts, se desconectó después de transcurrido el tiempo indicado. Y se

observó.

Segunda parte

1. Ahora se acercó el cobre (ánodo) aproximadamente a 1 pulgada de

separación con el Níquel (Ánodo), se hizo pasar corriente eléctrica durante

30 segundos y un voltaje de 6 volts.

2. Después se sacó el cobre de la solución y se observó.

Tercera parte

1. Se instaló la cuba como en la primera parte, y se colocó el material poroso

entre el nique y el cobre. Se deja pasar una corriente eléctrica de 6 Volts

durante 30 segundos y se observó.

2. Al terminar se vacío la solución de la cuba (Sulfato de Níquel) al vaso de

precipitados de 500 CC.

Práctica 4

Electroquímica

Cuestionario

1. ¿Qué se requiere para que exista depósito en el cátodo?

Antes que todo se requiere hacer una decapación para limpiar y que se

haga una mejor adherencia, posteriormente se va a necesitar una celda

electrolítica que ésta consta de electrodos, que son las placas metálicas

donde se hará el depósito, un electrolito, que es la solución que contiene

sales del metal con la cual se va a recubrir y por último, una fuente de

corriente eléctrica.

2. Escriba las reacciones que se llevan a cabo en los electrodos

Ocurren reacciones químicas para la generación de energía y producción

de energía

3. ¿Qué función tiene la fuente de poder en la práctica?

Tiene como principal objetivo producir la acumulación de electrones en las

placas metálicas al colocar un puente metálico entre los electrodos en la

solución y de esa manera fluya la corriente eléctrica.

4. ¿Qué efecto tiene el acercar el cátodo al ánodo?

Se produce más rápidamente la depositación.

5. ¿Qué efecto se logra al introducir un material poroso en el centro de la

solución (separando el ánodo y el cátodo?

Cuando se le pone una barra de corcho, que en éste caso es el material

poroso, se hace un mejor acabado o un fino acabado porque es muy lento

el proceso.

6. ¿Cuál es la diferencia entre una celda electrolítica y una celda

galvánica?

Las celdas galvánicas almacenan energía en las cuales las reacciones de

los electrodos suceden espontáneamente y de esa manera permiten el flujo

de electrones desde el cátodo hasta el ánodo.

En cambio, las celdas electrolíticas no son espontáneas, esto quiere decir

que requieren de energía eléctrica para que funcionen.

7. ¿Por qué se requiere hacer un decapado previo en las muestras?

Para que se limpie de la grasa y de esa manera se pueda hacer una mejor

adherencia.

8. ¿Cuál es el efecto de la concentración de la solución en la parte

experimental?

Cuando se está más concentrada la solución esto causa un problema ya

que contiene más electrones, eso les impide movimiento y por lo tanto no

fluyen rápidamente.

Nombre: Ruiz García Paola Michelle

Conclusiones

Es un proceso muy importante ya que en él se lleva a cabo un flujo de corriente

eléctrica dentro de una celda electrolítica y que en ella se producen cambios

químicos, que se le puede llamar depositación de electrones en placas metálicas y

esto se puede hacer con ayuda de una solución de sales de metales con los

cuales se quiere recubrir la placa, además también se requiere una fuente de

energía que permita el fluido de electrones para la obtención de energía a través

del proceso químico.

Observaciones

Es un buen proceso para hacer recubrimientos de metales que se necesitan para

la construcción de piezas más resistentes, además de que tiene distintos usos,

tales como recubrimiento para estética, resistencia y evitar la oxidación entre

muchas otras.

Su desventaja es que no se puede hacer en cualquier momento, sino se requiere

de distintas herramientas para su realización, tales como la celda electrolítica,

fuente de corriente, solución de sales metálicas, electrodos y puente salino.

Osorio Santos Karina

OBSERVACIONES

En la primera parte de la práctica, cuando el Níquel y el Cobre se encontraban

separados a una cierta distancia, se observó q la reacción (electrodeposición) fue

rápida, al sacar el cobre de la solución estaba más obscuro, en la segunda parte la

reacción fue aún más rápida ya que se encontraban más cerca, en cambio en la

tercera la reacción fue más lenta ya que se tenía el material poroso entre el ánodo

y el cátodo, actuó como una barrera. Para que el cobre volviera a tener su color

normal, solo se cambió las conexiones, es decir, se hizo la inversa. Pero primero

se tuvo que decapar el cobre para quitar las capas de suciedad.

CONCLUSIONES

Para que la reacción fuera más rápida, es decir, se llevara más rápido la

electrodeposición se calentó la solución de Sulfato de Níquel. La electrodeposición

sirve para cubrir un metal con otro metal más resistente con el fin de que se vea

bonito, un ejemplo es baño de oro con las joyas. En este caso es de tipo No

Espontanea ya que es controlado este proceso.

Esto sucede porque el Cátodo va ganando electrones, ya que la corriente va de

ánodo a cátodo, por lo cual se carga negativamente, y se va cubriendo.

Nombre: Mota Figueroa Josué Josafat

Conclusión

La práctica de electroquímica fue muy ilustrativa ya que comprendimos como es el

proceso de un niquelado y es algo muy cotidiano usado en productos de la vida

diaria como en la joyería de “fantasía”.

Para hacer un material más resistente y duradero o simplemente tenga una mejor

estética.

Observaciones

La aplicación del voltaje en la elaboración fue de gran importancia y la

concentración de la solución donde hicimos el niquelado tenia que estar a una

temperatura alta.