INSTITUTO POLITCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICAUNIDAD ZACATENCO

Carrera: Ingeniera en Comunicaciones y Electrnica

Materia: Laboratorio de Qumica Bsica

Profesor:Martnez Crdenas Pascual Francisco

Practica:No. 4 Electroqumica

Integrantes:lvarez Hernndez Gerardo AntonioCamacho Olvera Ricardo Daniel.Garduo Arvizu Jess AlfonsoRodrguez Gonzlez Luis Antonio

Equipo:#3

Fecha De Realizacin: Fecha De Entrega: 27-Mayo-201510-Junio-2015

ObjetivoEl alumno aplicara los conocimientos de Electroqumica, para obtener un electro-depsito, con los materiales proporcionados en el laboratorio de Qumica.Marco TericoIntroduccinLa electroqumica, es una parte de la qumica que trata de la relacin entre las corrientes elctricas y las reacciones qumicas, y de la conversin de la energa qumica en elctrica y viceversa. En un sentido ms amplio, la electroqumica es el estudio de las reacciones qumicas que producen efectos elctricos y de los fenmenos qumicos causados por la accin de las corrientes o voltajes.Una de las aplicaciones ms importantes de la electroqumica es el aprovechamiento de la energa producida en las reacciones qumicas mediante su utilizacin como energa elctrica, proceso que se lleva a cabo en las bateras. Dentro de stas se encuentran las pilas primarias y los acumuladores o pilas secundarias.Las bateras poseen una fuerza electromotriz que est dada por la diferencia algebraica de los potenciales de electrodos en condiciones estndar.Esto nos lleva al proceso de electrlisis que tiene lugar cuando se aplica una diferencia de potencial entre 2 electrodos producindose una reaccin xido-reduccin, esta ltima consiste en reacciones de transferencia de electrones, en donde una sustancia se oxida cuando los pierde y se reduce cuando los gana, ambos procesos son dependientes.Todo lo anterior ha permitido la aplicacin de estos conocimientos en diferentes reas como la medicina, lo que ha generado una mejor calidad de vida.AntecedentesSiglo XVI-XVIIILa comprensin de las cuestiones elctricas se inici en el siglo XVI. Durante este siglo, el cientfico Ingls William Gilbert pas 17 aos experimentando con el magnetismo y, en menor medida, la electricidad. Por su trabajo en los imanes, Gilbert se hizo conocido como el "Padre de Magnetismo". Descubri varios mtodos para producir y el fortalecimiento de imanes.En 1663, el fsico alemn Otto von Guericke cre el primer generador elctrico que produce electricidad esttica mediante la aplicacin de la friccin en la mquina. El generador se hizo de una gran bola de azufre fundido en el interior de un globo de vidrio, montado en un eje. El baln se hace girar por medio de una manivela y una chispa elctrica esttica se produce cuando una capa se frot contra la bola, ya que gira. El globo puede ser retirado y se utiliza como fuente para experimentos con la electricidad.A mediados del siglo 18, el qumico francs Charles Franois de Cisternay du Fay haba descubierto dos tipos de electricidad esttica, y que las cargas iguales se repelen entre s, mientras que al contrario se atraen. Du Fay anunci que la electricidad se compona de dos fluidos: "vtreo", o positiva, la electricidad, y "resina", o negativo, electricidad. Esta fue la teora de dos fluidos de la electricidad, que iba a ser la oposicin de la teora del fluido nico de Benjamin Franklin a finales del siglo.En 1785, Charles-Augustin de Coulomb desarroll la ley de la atraccin electrosttica como una consecuencia de su intento de investigar la ley de repulsiones elctricas segn lo declarado por Joseph Priestley en Inglaterra.En el siglo 18 el mdico y anatomista italiano Luigi Galvani marc el nacimiento de la electroqumica, estableciendo un puente entre las reacciones qumicas y la electricidad en su ensayo "De Viribus Electricitatis en Motu Musculari Commentarius" en 1791 donde propuso una "sustancia nerveo-elctrica" en formas de vida biolgica.En su ensayo Galvani lleg a la conclusin de que el tejido animal contiene una innata fuerza vital para tanto descuidado, que l llam "electricidad animal", que los nervios y los msculos activados atravesado por sondas de metal. Se cree que esta nueva fuerza era una forma de electricidad, adems de la forma "natural" producida por un rayo o por la anguila elctrica y rayas torpedo, as como la forma "artificial", producido por la friccin.Colegas cientficos de Galvani generalmente aceptados sus puntos de vista, pero Alessandro Volta rechazaron la idea de un "fluido elctrico animal," respondiendo que las piernas de la rana respondieron a las diferencias de temperamento metal, composicin y volumen. Galvani refut este mediante la obtencin de la accin muscular con dos piezas del mismo material.Siglo XIX En 1800, William Nicholson y Johann Wilhelm Ritter tuvieron xito en descomponer el agua en hidrgeno y oxgeno por electrlisis. Poco despus Ritter descubri el proceso de galvanoplastia. Tambin observ que la cantidad de metal depositado y la cantidad de oxgeno producido durante un proceso electroltico dependa de la distancia entre los electrodos. En 1801, Ritter observ termoelctrica corrientes y anticip el descubrimiento de la termoelectricidad por Thomas Johann Seebeck. Por la dcada de 1810, William Hyde Wollaston hizo mejoras a la celda galvnica. La obra de Sir Humphry Davy con la electrlisis llevado a la conclusin de que la produccin de electricidad en celdas electrolticas simples resultado de la accin qumica y la combinacin qumica se produjo entre las sustancias de carga opuesta. Este trabajo condujo directamente al aislamiento de sodio y potasio de los compuestos y de los metales alcalinotrreos de los suyos en 1808. Descubrimiento del efecto magntico de la corriente elctrica en 1820 de Hans Christian DECPR fue inmediatamente reconocida como un avance que hizo poca, aunque dej seguir trabajando en electromagnetismo para otros. Andr-Marie Ampre rpidamente repiti el experimento de DECPR, y les formul matemticamente. En 1821, el fsico estonio-alemn Thomas Johann Seebeck demostr el potencial elctrico en los puntos de unin de dos metales diferentes cuando hay una diferencia de calor entre las articulaciones. En 1827, el cientfico alemn Georg Ohm expresa su ley en este famoso libro "Die Kette Galvanische, Mathematisch bearbeitet" en la que ha dado a su completa teora de la electricidad. En 1832, los experimentos de Michael Faraday le llevaron a declarar sus dos leyes de la electroqumica. En 1836, John Daniell invent una clula primaria en la que fue eliminado de hidrgeno en la generacin de la electricidad. Daniell haba resuelto el problema de la polarizacin. Ms tarde los resultados revelaron que la aleacin de zinc amalgamado con mercurio producira una mejor tensin. William Grove produjo la primera pila de combustible en 1839 - En 1846, Wilhelm Weber desarroll el electrodinammetro. En 1868, Georges Leclanch patent una nueva clula que finalmente se convirti en el precursor de la batera primero ampliamente utilizado en el mundo, la pila de carbn zinc. Svante Arrhenius public su tesis en 1884 sobre Recherches sur la conductibilit galvanique des lectrolytes. A partir de sus resultados el autor concluy que los electrolitos, cuando se disuelve en agua, se convierten en diversos grados divididos o disocia en iones positivos y negativos elctricamente opuestas. En 1886, Paul Hroult y Charles M. Hall desarrollaron un mtodo eficaz para obtener aluminio por electrlisis de la almina fundida. En 1894, Friedrich Ostwald concluy los estudios importantes de la conductividad y la disociacin electroltica de cidos orgnicos. Walther Hermann Nernst desarroll la teora de la fuerza electromotriz de la clula voltaica en 1888 - En 1889, se mostr cmo se podran utilizar las caractersticas de la corriente producida para calcular el cambio de energa libre en la reaccin qumica que produce la corriente. Se construy una ecuacin, conocida como la ecuacin de Nernst, la cual relaciona el voltaje de una clula a sus propiedades. En 1898, Fritz Haber mostr que los productos de reduccin de definidas pueden resultar de procesos electrolticos, si el potencial en el ctodo se mantiene constante. En 1898, explic la reduccin de nitrobenceno por etapas en el ctodo y esto se convirti en el modelo para otros procesos de reduccin similares.Siglo XX y los ltimos acontecimientos En 1902, la Sociedad Electroqumica fue fundada. En 1909, Robert Andrews Millikan comenz una serie de experimentos para determinar la carga elctrica transportada por un solo electrn. En 1923, Johannes Nicolaus Brnsted y Martin Lowry publicaron esencialmente la misma teora sobre cmo los cidos y las bases se comportan, utilizando una base electroqumica. En 1937, Arne Tiselius desarroll el primer aparato de electroforesis sofisticado. Algunos aos ms tarde, fue galardonado con el Premio Nobel en 1948 por su trabajo en la electroforesis de protenas. En 1949, la Sociedad Internacional de Electroqumica fue fundada. Por las dcadas de 1960 y 1970 la electroqumica cuntica fue desarrollada por Revaz Dogonadze y sus alumnos.Consideraciones TeoricasElectroquimicaLa electroqumica es una rama de la qumica que estudia las reacciones qumicas que toman lugar gracias a la interaccin entre un conductor de electrones y un conductor inico y que involucran una transferencia de electrones entre el electrodo y el electrolito.En general, la electroqumica est ligada a situaciones donde reacciones de oxidacin y reduccin estn separadas en el espacio o en el tiempo, conectados por un circuito elctrico externo para la comprensin de cada proceso.AninEs union que tiene una carga negativa. Esto se produce como consecuencia de haber ganado determinados electrones.Es posible distinguir entreaniones monoatmicosyaniones poliatmicos. En los anionesmonoatomicos encontramos aniones que exhiben un estado de oxidacin de tipo negativo, mientras que en los aniones poliatomicos su estado de oxidacin de cada tomo puede variar, aunque el conjunto siempre est vinculado a partir de una carga general negativa.CatinEs una partcula que forma parte de la materia comn con propiedades qumicas o como las molculas que configuran un procedimiento permanente y elctricamente neutro. Los cationes se especifican como un estado de oxidacin positivo que se da cuando un elemento entra en contacto con el oxgeno y esto sucede con los componentes metlicos expuestos al contacto con oxgeno y aguaElectrolitoLos cidos, sales, las bases y las sales slidas son malos conductores de la electricidad, pero cuando cualquiera de estas sustancias se disuelve en agua, la solucin resultante es conductora.Cuando una de estas sustancias se disuelve en agua se disocian en partculas con carga elctrica (positiva o negativa) llamadasionesy a la disociacin en iones se la denominaionizacin. As un ion se define comotomo o grupo de tomos con carga elctrica. Cualquier sustancia que produce iones en solucin es un electrlito. Las sales son inicas an en estado slido, pero cuando se disuelven o se funden, los iones se separan y adquieren libertad de movimiento. La conduccin electroltica se debe a la movilidad inica en estado lquido.nodoSe le nombra nodo al electrodo positivo de una celdaelectroltica, hacia este se dirigen los iones negativos del electrolito, por esto se les llaman aniones.CtodoEs el electrodo negativo de la celda electroltica, hacia este se dirigen os iones positivos y estos reciben el nombre de cationesIonizacinEs unprocedimiento a travs del cual se generan iones(un tomo o una molcula que dispone de carga elctrica a partir de ganar o de perder una cierta cantidad de electrones).ElectrlisisConsiste en la descomposicin qumica de una sustancia por medio de la electricidad (electro = electricidad y lisis = destruccin).El paso de la corriente elctrica as travs de un electrlito (en disolucin o fundido), por ejemplo, NaCl fundido, nos demuestra que en el ctodo o polo negativo el catin sodio (Na+) se reduce a Na0 por ganancia, en cambio en el nodo o polo positivo los aniones cloruro (Cl-) entregan sus electrones oxidndose a Cl2 (gaseoso).En resumen, el proceso de electrlisis se caracteriza porque: Es un fenmeno redox no espontneo producido por una corriente elctrica La reduccin se lleva a efecto en el polo negativo o ctodo y la oxidacin en el nodo o polo positivo.El proceso electroltico se realiza debido a que, la corriente elctrica circula desde el ctodo hacia el nodo, siempre que entre ellos est presente una sustancia conductora (electrlito)En algunas electrlisis, si el valor de la diferencia de potencial aplicada estn slo ligeramente mayor que el calculado tericamente, la reaccin es lenta o no se produce, por lo que resulta necesario aumentar el potencial aplicado. Este fenmeno se da, sobre todo, cuando en algunos e los electrodos se produce algn desprendimiento gaseoso. El potencial aadido en exceso en estos casos recibe el nombre de sobretensin.La cantidad de producto que se forma durante una electrlisis depende de los 2 factores siguientes: De la cantidad de electricidad que circula a travs de la pila electroltica. De la masa equivalente de la sustancia que forma el electrlito.La cantidad de electricidad que circula por una cuba electroltica puede determinarse hallando el producto de la intensidad de la corriente, expresada en amperios por el tiempo transcurrido, expresado en segundos. Es decir, Q (culombios) = I t.Tras efectuar mltiples determinaciones, Faraday enunci las 2 leyes que rigen la electrlisis y que son las siguientes: Primera Ley de Faraday: La cantidad de sustancias que se depositan (o altera su nmero de oxidacin) en un electrodo, es proporcional a la cantidad de electricidad que pasa por el sistema. Lo anterior significa que a mayor Faraday mayor cantidad de sustancia depositada. As, por ejemplo, para libera 96 gramos de oxgeno se necesitan 12 Faraday de electricidad. Se denomina equivalente electroqumico de una sustancia a la masa en gramos de dicha sustancia depositada por el paso de un culombio. De a cuerdo con esta definicin podemos escribir la expresin: Donde: m : masa en gramos que se ha depositado P : peso atmico del elemento n : nmero de electrones intercambiados I : intensidad de la corriente expresada en amperios t : tiempo en segundos 96500 : factor de equivalencia entre el Faraday y el culombio, ya que 1F = 96500C. Segunda Ley de Faraday: La cantidad de diferentes sustancias depositadas o disueltas por una misma cantidad de electricidad, son directamente proporcionales a sus respectivos pesos equivalentes. Por ejemplo, si la corriente elctrica se hace pasar por una serie de celdas electrolticas que contienen distintas sustancias, la cantidad de electricidad que circula a travs de cada electrodo es la misma y las cantidades de elementos liberados son proporcionales a sus respectivos pesos equivalentes. Como la cantidad de electricidad en Coulomb es igual al producto de la intensidad de la corriente I en ampere por el tiempo t en segundos que ha pasado la corriente, combinando las dos leyes resulta que la masa m de material depositado o disuelto en cada electrodo ser igual a lo siguiente: Donde: I: ampere. t: tiempo en segundos. A: peso atmico. F: Faraday. n: valencia.Significado del nmero de Avogadro en la electrlisis:La carga del electrn es 1.602x10-19 coulomb absolutos de electricidad. De aqu 96500/1.602x10-19= 6.02x1023 que es el nmero de electrones en 1 Faraday. En otras palabras, 1 Faraday de electricidad est asociado con un nmero de Avogadro de partculas de carga unitaria, correspondiente a la carga de un equivalente-gramo de sustancia, que sern electrones que les falta si se trata de cationes o de electrones que les sobre en cada caso de aniones.Un Faraday es un nmero de Avogadro de electrones, de la misma manera que 1 mol es nmero de Avogadro de molculas. La determinacin experimental del valor del Faraday y la carga del electrn, proporcion uno de los mejores mtodos para determinar el Nmero de Avogadro.Aplicaciones de la electrlisis:La separacin de los elementos de los electrlitos (disueltos o fundidos) se utiliza industrialmente para obtener gases puros como el hidrgeno y el oxgeno y obtener metales refinados como el hierro, cobre, aluminio, magnesio, potasio, etc.Otra aplicacin importante se encuentra en la galvanoplastia y galvanostegia: La galvanoplastia: Consiste en obtener copias metlicas de algunos objetos, con huecos y relieves. Entre los productos que se pueden citar para esta tcnica podramos sealar lozas y porcelanas. La galvanostegia: Consiste en recubrir los metales de una capa metlica resistente para darles un mejor aspecto o para aumentar su duracin y resistencia a la corrosin. Entre las aplicaciones podemos citar el galvanizado (cincado), cobreado, latonado, plateado, dorado, etc.El cobre electroltico consiste en una placa de cobre catdico, en donde los iones Cu++ de una solucin se han reducido y adherido al ctodo de una celda electroltica. La semirreaccin del cobre catdico es:Cu++ + 2e- (ctodo)---> Cu0GalvanizadoTcnica electroltica que se realiza con el fin de cubrir metales con una capa de cinc. Por ejemplo, las planchas para techados de construcciones.Cobreado: Tcnica que se emplea para recubrir de cobre algunos objetos (se utiliza CuSo4 como electrlito). El siguiente esquema ilustra un sistema de cobreado de una cuchara:Cobre electroltico: el proceso de obtencin del cobre electroltico es una derivacin de la tcnica de cobreado.Afinacin del cobre: Los nodos de cobre en bruto se suspenden en un bao de sulfato cprico acidulado con cido sulfrico. Los ctodos son lminas delgadas de cobre puro recubierto de grafito, para que el metal depositado por la corriente elctrica pueda separarse despus fcilmente; las lminas se suspenden alternativamente con los nodos en el mismo bao. Cuando pasa la corriente, los iones cobre se descargan en el ctodo, que va engrosando gradualmente por el metal puro adherido, a la vez que en el nodo se disuelve una cantidad equivalente de cobre, formando iones cpricos. Si las impurezas del cobre son de elementos mas activos, situados encima de l en la serie electromotriz de los metales, pasan a la disolucin y quedan en ella. Si estn por debajo del cobre en dicha serie, no se disuelven, y caen al fondo del as cubas, debajo de los nodos, como barro andico, del que se recuperan el oro, la plata y el platino, muchas veces en cantidades suficientes para pagar el proceso de afinacin.Afino electrolticoEl afino electroltico de metales, implica el depsito de metal puro en un ctodo, a partir de una disolucin conteniendo el in metlico. El cobre que se obtiene por tostacin de sus minerales tiene bastante pureza para algunas aplicaciones como tuberas, pero no las suficientes para aplicaciones que requieren una gran conductividad elctrica. Para estas ltimas hace falta cobre con una pureza superior al 99,5%.Se toma como nodo un trozo de cobre impuro y como ctodo una lmina delgada de cobre metlico puro. Durante la electrlisis el Cu2+ producido en el nodo se desplaza a travs de una disolucin de cido sulfrico y sulfato de cobre hasta el ctodo, donde se reduce a Cu(s). el ctodo de cobre puro aumenta su tamao, mientras que el trozo de cobre impuro se consume.Depsito electrolticoEn el depsito o bao electroltico se deposita un bao de un metal sobre otro metal por electrlisis. Este procedimiento se lleva a cabo por motivos decorativos o para proteger de la corrosin al segundo metal. Los cubiertos de bao de plata por ejemplo, consisten en una base de hierro con un recubrimiento fino de plata metlica. En un proceso de depsito electroltico el objeto a baar constituye el ctodo de la clula electroqumica. El electrlito contiene iones del metal que constituyen el bao. Estos iones son atrados hacia el ctodo, donde se reducen a tomos metlicos.El electrlito suele ser sulfato de cobre en el caso de un bao de cobre y K(Ag(CN)2)(aq) en el caso de un bao de plata. La concentracin de in plata libre en una disolucin del in complejo [Ag(CN)2] (aq) es muy pequea y el bao electroltico en estas condiciones proporciona un depsito del metal microcristalino y muy adherente. El cromado o bao de cromo es muy til por su resistencia a la corrosin, as como por su belleza con fines decorativos. El acero puede cromarse mediante una disolucin acuosa de CrO3 y H2SO4. Sin embargo, el bao obtenido es fino, poroso y tiende a resquebrajarse. En la prctica primero se baa el hacer con una capa fina de cobre o nquel y despus se aplica el bao de cromo. Las piezas de maquinarias pueden hacerse resistentes al agua mediante un bao de cromo o cadmio. Algunos plsticos tambin pueden baarse, primero debe hacerse conductor al plstico recubrindolo con polvo de grafito. El proceso de reposo electrolticos de cobre sobre plsticos ha sido importante para mejorar la calidad de algunos circuitos microelectrnicas. Los baos electrolticos se utilizan, en el sentido literal del trmino, para hacer dinero. La moneda americana de un centavo actual, sino que se hace baando con cobre un ncleo central de zinc y a continuacin se graba esta pieza con bao de cobre.ElectrosntesisLa electrosntesis es un procedimiento para producir sustancias por medio de reacciones de electrlisis. Resulta til para algunas sntesis que requieren un control cuidadoso de las condiciones de reaccin. El dixido de manganeso se presenta en la naturaleza en forma pirolusita, pero el pequeo tamao de los cristales y las imperfecciones de la red hacen que este material no sea adecuado para algunas aplicaciones modernas, como las bateras alcalinas. La electrosntesis de MnO2 se lleva a cabo en una disolucin de MnSO4 en H2SO4 (aq). El MnO2(s) puro se forma por oxidacin del Mn2+ sobre un electrodo inerte (como el grafito). La reaccin catdica es la reduccin de H+ a H2(g) y la reaccin global es:Mn2+ (aq) + 2H2O(l) --------> MnO2(s) + 2H+(aq) + H2(g)Electrlisis de una disolucin acuosa de cloruro de sodio: proceso cloro-sosaReaccin global:2Cl (aq) + 2H2O(l) ---------> 2OH-(aq) + H2(g) + Cl2(g) E= -2,19 VCuando esta electrlisis se lleva a cabo a escala industrial se la denomina proceso cloro-sosa atendiendo a los nombre de los productos principales cloro y la sosa NaOH (aq). El proceso cloro-sosa es uno de los procesos electrolticos ms importantes.ElectricidadLa electricidad es unfenmeno fsicocuyo origen son lascargas elctricasy cuyaenergase manifiesta en fenmenos mecnicos, trmicos, luminosos y qumicos, entre otros. Se puede observar de forma natural en fenmenos atmosfricos, por ejemplo losrayos, que son descargas elctricas producidas por la transferencia de energa entre la ionosfera y la superficie terrestre (proceso complejo del que los rayos solo forman una parte).Otros mecanismos elctricos naturales los podemos encontrar en procesos biolgicos, como el funcionamiento del sistema nervioso. Es la base del funcionamiento de muchas mquinas, desde pequeos electrodomsticos hasta sistemas de gran potencia como los trenes de alta velocidad, y de todos los dispositivos electrnicos.Adems es esencial para la produccin de sustancias qumicas como el aluminio y el cloro.Carga ElctricaLacarga elctricaes una propiedad intrnseca de algunaspartculas subatmicasque se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan lasinteracciones electromagnticasentre ellas. Lamateriacargada elctricamente es influida por loscampos electromagnticos, siendo a su vez, generadora de ellos. La interaccin entre carga y campo elctrico origina una de las cuatrointeracciones fundamentales: lainteraccin electromagntica. Desde el punto de vista delmodelo estndarla carga elctrica es una medida de la capacidad de la partcula para intercambiarfotones.Electro deposito (clculo de electro deposito).La galvanoplastia es un proceso mediante el cual se recubre un objeto con un metal, gracias al paso de una corriente elctrica por una celda electroqumica. Es un depsito de una capa metlica sobre un material no metlico.La galnostegia es un depsito de una capa metlica sobre un metal los objetivos de este depsito es el de proteccin y decoracin.Un electro depsito se puede obtener bajo las siguientes caractersticas:1.-Uniformidad de depsito2.- Brillo3.- Dureza4.- Rugosidad5.- Adherencia6.- No Adherencia7.- QuemadoPara un buen depsito electroltico es importante la limpieza. Las sustancias a eliminar son:1.- xidos y productos de corrosin2.- Sustancias orgnicas (grasas y aceites9.3.- Astillas metlicasVoltajeEs unamagnitud fsicaque cuantifica la diferencia depotencial elctricoentre dos puntos. Tambin se puede definir como eltrabajopor unidad decargaejercido por elcampo elctrico sobre unapartculacargada para moverla entre dos posiciones determinadas. Se puede medir con unvoltmetro.La tensin es independiente del camino recorrido por la carga y depende exclusivamente del potencial elctrico de los puntos A y B en el campo elctrico, que es uncampo conservativo.AmperajeElamperiooampere(smboloA), es la unidad deintensidad de corriente elctrica. Forma parte de lasunidades bsicasen el Sistema Internacional de Unidadesy fuenombrado en honor deAndr-Marie Ampere. El amperio es la intensidad de una corriente constante que mantenindose en dos conductores paralelos, rectilneos, de longitud infinita, de seccin circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro en el vaco, producira una fuerza igual a 210-7newton por metro de longitud.El amperio es unaunidad bsica, junto con elmetro, elsegundo, y elkilogramo: Es definido sin referencia a la cantidad decarga elctrica. La unidad de carga, elcoulomb, es definido, como una unidad derivada, es la cantidad de carga desplazada por una corriente de un amperio en el tiempo de unsegundo.Como resultado, las corrientes elctricas tambin son el tiempo promedio de cambio o desplazamiento de cargas elctricas. Un amperio representa el promedio de un culombio de carga por segundo.

GalvanotecniaProceso electroqumico por el cual se deposita una capa fina de metal sobre una base generalmente metlica. Los objetos se galvanizan para evitar la corrosin, para obtener una superficie dura o un acabado atractivo, para purificar metales (como en la refinacin electroltica del cobre), para separar metales para el anlisis cuantitativo o como es el caso de la electrotipia, para reproducir un molde. Los metales que se utilizan normalmente en galvanotecnia son: cadmio, cromo, cobre, oro, nquel, plata y estao. Las cuberteras plateadas, los accesorios cromados de automvil y los recipientes de comida estaados son productos tpicos de galvanotecnia.En este proceso, el objeto que va a ser cubierto se coloca en una disolucin (bao) de una sal del metal recubridor, y se conecta a un terminal negativo de una fuente de electricidad externa. Otro conductor, compuesto a menudo por el metal recubridor, se conecta al terminal positivo de la fuente de electricidad. Para el proceso es necesaria una corriente continua de bajo voltaje, normalmente de 1 a 6 V. Cuando se pasa la corriente a travs de la disolucin, los tomos del metal recubridor se depositan en el ctodo o electrodo negativo. Esos tomos son sustituidos en el bao por los del nodo (electrodo positivo), si est compuesto por el mismo metal, como es el caso del cobre y la plata. Si no es as, se sustituyen aadiendo al bao peridicamente la sal correspondiente, como ocurre con el oro y el cromo. En cualquier caso, se mantiene un equilibrio entre el metal que sale y el metal que entra en la disolucin hasta que el objeto est galvanizado. Los materiales no conductores pueden ser galvanizados si se cubren antes con un material conductor como el grafito. La cera o los diseos de plstico para la electrotipia, y las matrices de los discos fonogrficos se recubren de esta manera.Para asegurar una cohesin estrecha entre el objeto a ser recubierto y el material recubridor, hay que limpiar el objeto a fondo, ya sea sumergindolo en una disolucin cida o custica, o bien utilizndolo como nodo en un bao limpiador durante un instante. Para eliminar irregularidades en las depresiones de la placa y asegurar que la textura de su superficie es de buena calidad y propicia para el refinado, hay que controlar cuidadosamente la densidad de la intensidad de corriente (amperios por metro cuadrado de superficie de ctodo) y la temperatura. Con frecuencia se aaden al bao ciertos coloides o compuestos especiales para mejorar la uniformidad de la superficie de la placa.Algunos metales, en concreto el cromo, tienen poco poder desprendedor, es decir, tienden a recubrir excesivamente las protuberancias y dejan las grietas del nodo completamente desnudas.Reaccion RedoxLa electroqumica es la rama de la qumica que estudia la transformacin entre la energa elctrica y la energa qumica. Los procesos electroqumicos son reacciones redox (oxidacin- reduccin) en donde la energa liberada por una reaccin espontnea se convierte en electricidad o donde la energa elctrica se aprovecha para inducir una reaccin qumica no espontnea.En las reacciones redox se transfieren electrones de una sustancia a otra. La reaccinentre el magnesio metlico y el cido clorhdrico es un ejemplo de una reaccin redox:+2 0 + 2 o2HCl (ac) + Mg (s) = MgCl2 (ac) + H2 (g)Los nmeros que aparecen encima de los smbolos de los elementos indican sus nmeros de oxidacin. La prdida de electrones durante la oxidacin de un elemento se distingue por un aumento en su nmero de oxidacin. La reduccin de un elemento implica disminucin en su nmero de oxidacin debida a la ganancia de electrones. En la reaccin anterior, el Mg metlico se oxida y los iones H+ se reducen; los iones Cl- son espectadores.Celda electroqumicaUna celda electroqumica es un dispositivo experimental para generar electricidad mediante una reaccin redox espontnea. (Esta celda tambin se conoce como celda galvnica o voltaica, en honor de los cientficos Luigi Galvani y Alessandro Volta, quienes fabricaron las primeras celdas de este tipo.)Existen dos tipos de celdas electroqumicas: Voltaicas, donde se obtiene energa elctrica a partir de una reaccin espontnea Electrolticas, donde ocurre lo contrario; una corriente elctrica es la que provoca una reaccin qumica.nodo de SacrificioUn nodo de sacrificio o de castigo es un nodo metlico usado para la proteccin catdica, con la cual se pretende resguardar a otros componentes metlicos de la oxidacin. El metal ms activo se oxida ms fcilmente que el metal protegido, y por lo tanto se corroe primero; generalmente debe oxidarse casi completamente antes de que el metal menos activo comience a corroerse, actuando de esa forma como una barrera de proteccin.Esto se lleva a cabo cuando el nodo le cede electrones al metal protegido, el cual entonces se convierte en el ctodo. El ctodo entonces est protegido de la corrosin, porque en su superficie ocurren reacciones de reduccin, no de oxidacin. Para que ste mtodo de proteccin contra la corrosin funcione, deben existir simultneamente un camino que permita el flujo de electronesentre el nodo y el metal que ser protegido (como un cable, o contacto directo), y un canal para el flujo de iones entre el nodo y el metal (como agua, o tierra hmeda) para formar un circuito cerrado.CorrosinLa corrosin es definida como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroqumico por su entorno. De manera ms general puede entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma ms estable o de menor energa interna. Siempre que la corrosin est originada por una reaccin electroqumica (oxidacin), la velocidad a la que tiene lugar depender en alguna medida de la temperatura, la salinidad del fluido en contacto con el metal y las propiedades de los metales en cuestin. Otros materiales no metlicos tambin sufren corrosin mediante otros mecanismos.La corrosin puede ser mediante una reaccin qumica (redox) en la que intervienen dos factores: La pieza manufacturada (la concepcin de la pieza: forma, tratamiento, montaje) El ambiente (por ejemplo, un ambiente cerrado es menos propenso a la corrosin que un ambiente abierto)O por medio de una reaccin electroqumicaLos ms conocidos son las alteraciones qumicas de los metales a causa del aire, como la herrumbre del hierro y el acero o la formacin de ptina verde en el cobre y sus aleaciones (bronce, latn).

Material y Equipo

1 Celda de acrlico transparente 1 Electrodo de Nquel (nodo) 3 Electrodos de Cobre (ctodo) Material poroso (corcho) 1 Fuente de alimentacin de 0 a 30 Volts 2 Pares de conexin con caimanes 1 Mechero de Bunsen, anillo y tela con asbesto 1 Pinzas largas 1 Pinzas para vaso de precipitado 1 Agitador de vidrio 1 Termmetro 1 Vaso de Precipitado de 250 cm3 1 Vaso de Precipitado de 500 cm3 Algodn Solucin de NiSO4 * 6H2O Solucin de H2S O4 Agua DestiladaDesarrollo ExperimentalPRIMERA PARTE.Instala la cuba sin solucin, colocando el nodo dentro de la misma.Preparar las muestras de Cobre: el decapado se realiza introducindolas en la solucin de H2SO4. Realizar esta operacin con precaucin y utilizando las pinzas largas para manipular muestras.Lavar las muestras con agua destilada y secarlas con una franela.Preparar la solucin de Sulfato de Nique (NiSO4 6H2O) calentndola en un vaso de precipitados a una temperatura de 60 C. Al alcanzar la temperatura, retirarla con las pinzas y vaciarla en la cuba de acrlico.Introducir la primera muestra de Cobre (Ctodo), e inmediatamente colocar las conexiones de caimanes en el lugar correspondiente. (Ver figura)Hacer pasar corriente elctrica durante 30 segundos, con un voltaje de 6 Volts, desconectar despus de transcurrido el tiempo indicado.Repetir 2 veces ms la experiencia del punto 6 (observar y tomar nota), al trmino de cada experiencia apagar la fuente de poder.SEGUNDA PARTE.Preparar una muestra de Cobre como en la primera parte Acercar la muestra aproximadamente a 1 pulgada de separacin con el nodo, hacer pasar la corriente elctrica durante 30 segundos y un voltaje de 6 Volts (observar y tomar nota), despus extraer la muestra de la solucin. Al terminar se apag la fuente.Cuestionario1. Qu se requiere para que exista deposito en el ctodo?a. Que haya un paso de corriente elctrica a travs de la solucin electroltica(Un nodo que le transfiera electrones y un electrolito).2. Escriba las reacciones que se llevan a cabo en los electrodos.Ni Ni+ - e- Se oxidaCu Cu- + e- Se reduce3. Qu funcin tiene la fuente de poder en la prctica?a. Proporcionar la corriente elctrica necesaria para que exista una transferencia de electrones entre ambos electrodos. 4. El paso de un faradio Qu ocasiona?a. Que se deposite o desprenda una cantidad de masa en la placa de cobre5. Qu efecto tiene el acercar el ctodo al nodo?a. Al reducirse la distancia entre ambos la diferencia de potencial se hace menor, por lo tanto se requiere menos trabajo para mover las cargas de un electrodo al otro. Esto significa que la reaccin se har en menos tiempo, es decir, la ionizacin es ms veloz, ya que los electrones recorren menor distancia.6. Qu efecto se logra al introducir un material poroso en el centro de la solucin (separando el nodo y el ctodo)?a. La ionizacin es ms lenta a que los electrones tienen un impedimento de paso entre el ctodo y el nodo, es decir, el material poroso dificulta el paso de los electrones a travs del electrolito.7. Cul es la diferencia entre una celda electroltica y una celda galvnica?a. La celda electroltica a travs de energa elctrica produce una reaccin qumica espontnea y as poder obtener energa qumica mientras que el de una celda galvnica a partir de una reaccin qumica se obtiene energa qumica. 8. Por qu se requiere hacer un decapado previo en las muestras?a. Para eliminar todas las impurezas que tiene la placa que se va a someter a una electro-depositacin.9. Cul es el efecto de la concentracin de la solucin en la parte experimental?a. Es importante debido a que los iones de Ni (Nquel) de la solucin son los que forman el recubrimiento en la placa de Cu (Cobre) y los iones de Ni de la placa de Ni cuando se oxida son los que se quedan en la solucin acuosa. Adems de aumenta la conductividad del electrolitoObservacionesObservaciondes de Rodriguez Gonzalez Luis AntonioPudimos observar el funcionamiento de una celda electroltica, adems de que se pudo apreciar que en cada uno de estos procesos se lleva a cabo una oxidacin y una reduccin debido a la corriente que hacemos pasar por el electrolito, de igual manera tambin se observ cmo lo menciona la prctica que si el tiempo del depsito de los electrodos en el electrolito es demasiado o excesivo se forman deformaciones o decoloraciones en el ctodo que es el electrodo de cobre ya que la densidad de la corriente que pasa por l es demasiado densa y muy alta.Observaciones de Alvarez Hernadez Gerardo AntonioAl momento de la experimentacin se pudo observar que al momento de poner el electro de Cobre y el de nquel se puede observar que se empiezan a burbujear el electro de cobre las tres distintas partes de la prctica. Al final de la prctica se puede observar que le electrodo de cobre se cambi de color a gris metlico en la parte que est sumergida a la solucin.

ConclusionesConclusion de Garduo Arvizu Jess AlfonsoLa prctica realizada fue til para reafirmar el conocimiento adquirido sobre electroqumica y el manejo de celdas galvnicas. Se observ que los metales como el fierro sufren del proceso de corrosin debido al efecto que ejercen sobre ellos algunos factores tales como el oxgeno en el aire y el agua, as como aquellos que aceleran este fenmeno (como el cloruro de sodio). Tambin se confirm que cuando el potencial de una celda tiene un valor positivo significa que la reaccin que ocurre es espontnea, favoreciendo la formacin de producto. Lo aprendido en esta prctica ser til ya que, en el futuro, se podran aplicar estos conocimientos para evitar las prdidas econmicas en la industria debido a la corrosin.Conclusion de Rodriguez Gonzalez Luis AntonioTras la realizacin de esta prctica se puede concluir y afirmar que es necesario un flujo de energa para las reacciones no espontaneas, adems de un nodo y un ctodo. Tambin que cuando se pone un material poroso la reaccin tarda mas debido a que la ionizacin es ms lenta ya que le material poroso dificulta el paso de los electrolitos. El objetivo de la practica se cumpli y se vio en la experimentacin los procesos de oxido reduccin.Tambin pudimos concluir que la reaccin se lleva acabo ms lento mientras los electrodos estn separados y ms rpido si los electrodos estn ms cerca uno del otro.Conclusion de Alvarez Hernandez Gerardo AntonioEl experimento aqu realizado fue armar una celda electroqumica con el cual se puede concluir que al momento en que el electrodo de cobre que cambio de color a plateado fue por el cobre se convirti en el elemento que se oxida en este proceso mientras que el nquel es l se reduce.

Bibliografia- Qumica, Dcima edicin-Raymond Chang. Editorial-Mc Graw Hill, pag. 135-152.ngeles Nez ngel Arturo- Qumica, Dcima edicin-Raymond Chang. Editorial-Mc Graw Hill, pag. 836-852.

Estructura Atmica Y Enlace Qumico Editorial: Reverte Autor: Casabo J.Qumica general Autor Ralph H. Petrucci Fecha publicacin: 2003Editorial: Prentice Hall 8 Edicin / 1280 pgs.

Qumica. Conceptos Y Aplicaciones Editorial: Mc Graw-Hill Autor: John Phillips Categora: Ciencias Naturales Y Exactas, Qumica Coleccin: Qumica Ao: 2007