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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR CENTRO DE QUÍMICA QUÍMICA INORGÁNICA I INFORME TALLER No. 6

NOMBRES Y APELLIDOS CARRERA

FACULTAD

CARRERA VACA BRYAN NICOLÁS

Química

Ciencias Químicas

PARALELO

FECHA

ESPIN ARIAS SILVIA CONCEPCIÓN

Q – S3 – P1

19 / 08 / 2020

GRUPO

HORARIO

2

7:00 – 9:00

LÓPEZ MALITASIG KATHERINE FERNANDA

NOTA/20

TEMA DE LA PRÁCTICA: Electroniquelado DATOS: 1) REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LA CELDA ELECTROQUÍMICA Completar la representación señalando el ánodo, el cátodo, polo positivo, polo negativo, fuente eléctrica y sus respectivas reacciones. Fuente Eléctrica

REACCIÓN ÁNODO: +2 𝑁𝑖(𝑠) → 𝑁𝑖(𝑎𝑞) + 2𝑒 −

Polo Positivo

Polo Negativo

REACCIÓN CÁTODO: +2 𝑁𝑖(𝑎𝑞) + 2𝑒 − → 𝑁𝑖(𝑠)

Ánodo

Cátodo

REACCIÓN GLOBAL: +2 +2 𝑁𝑖(𝑠) + 𝑁𝑖(𝑎𝑞) → 𝑁𝑖(𝑎𝑞) + 𝑁𝑖(𝑠)

2) DATOS DE LA INFLUENCIA DEL TIEMPO EN LA ELECTRODEPOSICIÓN Amps = 1,5 Volts= 2,0

ÁNODO NIQUEL PLATA MASA Ni MASA Ag Tiempo(min) DEPOSITADA DEPOSITADA (g) (g) CÁTODO (Fe) 5,0 0.138 0.504 7,5 0.207 0.756 10,0 0.276 1.008 12,5 0.345 1.260 15,0 0.414 1.512

3) DATOS DE LA INFLUENCIA DE LA INTENSIDAD DE CORRIENTE

CÁTODO (Fe)

Volts=2 Tiempo= 5 min INTENSIDAD DE CORRIENTE (A) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

ÁNODO NIQUEL MASA Ni DEPOSITADA (g) 0.045 0.090 0.138 0.183 0.228 0.273

RESULTADOS

MASA DE POSITADA (g)

Graficar y discutir de la influencia del tiempo en la electrodeposición

Influencia del tiempo en la electrodeposisción

1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 TIEMPO (Min)

Ag

Ni

Análisis de la gráfica: En las rectas se observa que a mayor tiempo mayor es la cantidad de masa de plata y níquel depositada sobre el hierro, aunque la cantidad de masa depositada de plata (1.512 g) es mayor que la del níquel (0.414 g) como se muestran en las rectas azul (Ag) y amarillo (Ni) después de 15 minutos transcurridos, esto se debe a las reacciones que suceden +1 en el cátodo pues con la plata (Ag) se tiene que 𝐴𝑔(𝑎𝑞) + 1𝑒 − → 𝐴𝑔(𝑠) mientras que en con el +2 níquel se tiene que 𝑁𝑖(𝑎𝑞) + 2𝑒 − → 𝑁𝑖(𝑠) , es decir que un ion de plata (Ag+) requiere de 1𝑒 − para

depositarse en el cátodo (Fe), mientras que un ion de níquel (Ni2+) requiere de 2𝑒 − para depositarse en el cátodo (Fe), por lo tanto el ion de plata (Ag+) se deposita con mayor facilidad en el cátodo (Fe) pues requiere menos electrones para ser depositado.

Graficar y discutir de la influencia de la intensidad de corriente en la electrodeposición

Influencia de la intensidad de corriente MASA DE POSITADA (g)

0.300 0.250 0.200 0.150 0.100 0.050 0.000 0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

INTENSIDAD DE CORRIENTE (A)

Análisis de la gráfica: La recta color rojo muestra un crecimiento tanto en la intensidad de corriente eléctrica aplicada como en la cantidad de masa de níquel (Ni) depositada en el cátodo (Fe) a un tiempo constante de 5 minutos, es decir que a mayor cantidad de corriente eléctrica mayor será el movimiento de los electrones y el níquel (Ni) se depositará en mayor cantidad en el cátodo (Fe).

Calcular el % de metal depositado a los 15min para níquel y plata, y discutir los resultados. % 𝒙𝒕=𝟏𝟓𝒎𝒊𝒏 𝒅𝒆𝒑𝒐𝒔𝒊𝒕𝒂𝒅𝒐 =

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑎𝑑𝑎 (𝑔) × 100% 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 (𝑔)

% 𝑵𝒊𝒕=𝟏𝟓𝒎𝒊𝒏 𝒅𝒆𝒑𝒐𝒔𝒊𝒕𝒂𝒅𝒐 =

0.414 × 100% = 4.14% 10

% 𝑨𝒈𝒕=𝟏𝟓𝒎𝒊𝒏 𝒅𝒆𝒑𝒐𝒔𝒊𝒕𝒂𝒅𝒐 =

1.512 × 100% = 15.12% 10

La masa depositada de níquel (Ni) en el cátodo (Fe) a t = 15 minutos es de 4,14%, mientras que la masa depositada de plata (Ag) en el cátodo (Fe) a t = 15 minutos es de 15,12%, entonces se puede concluir que la plata (Ag) se deposita en el cátodo (Fe) con mas facilidad en comparación que el níquel (Ni).

CUESTIONARIO 1) Cuál es la diferencia entre una celda electrolítica y una celda galvánica. En una celda galvánica o voltaica (espontánea), a partir de las reacciones parciales en los electrodos, se genera una diferencia de potencial y se obtiene una corriente eléctrica. Inversamente, en una celda electrolítica (no espontánea), al inducir una corriente eléctrica, se producen reacciones redox.( Farrera 2010) Es decir la celda galvánica genera energía química para transformarla en energía eléctrica, mientras que la celda electrolítica absorbe energía eléctrica para transformarla a energía química. 2) Que función tiene la sacarina en el baño Watts. La sacarina sódica es utilizada en los baños de watts como un abrillantador y copolímeros de bloqueo de polioxietileno-polioxipropileno que son agentes humectantes del grupo de los alquilaril sulfonatos y ésteres de ácido sulfosuccínico. Este níquel satinado solo se puede obtener durante un corto periodo de tiempo, después de esto los recubrimientos obtenidos son toscos y antiestéticos. Otro de los efectos de la sacarina en el baño de watts es aumentar la dureza de los depósitos de níquel, aumentándolo en un 63% a 116%. (Arango, 2006)

CONSULTA a) Tipos de celdas electroquímicas, describa cada una de ellas Existen dos tipos de celdas electroquímicas: una galvánica y otra electrolítica. La celda galvánica o voltaica permite obtener energía eléctrica a partir de un proceso químico, esta reacción química es espontánea, consta de dos metales diferentes inmersos en dos semiceldas y se las puede apreciar en las pilas voltaicos o baterías. (Brown, 2006) La celda electrolítica presenta reacciones químicas no espontáneas ya que necesita de una fuente de energía eléctrica externa para obtener la reacción, se las aprecia en las baterías recargables al cargarse o el proceso de electrólisis. (Zapata, 2018) b) ¿Qué es la electrodeposición y que factores intervienen en la calidad del acabado? La electrodeposición es un procedimiento electroquímico mediante el cual se logra cubrir una pieza con una fina capa de determinado metal. Lo factores a intervenir en el acabado principalmente es la intensidad de corriente eléctrica que se le aplique, el tiempo y la solución electrolítica. (González, 2010) c) ¿Qué es el baño tipo de níquel tipo Watts? Detalle las cantidades y funciones de cada componente La técnica de electrodeposición de una delgada capa de níquel sobre objeto metálico es llamado niquelado electrolítico. La capa de níquel puede tener una finalidad decorativa. El baño de níquel tipo Watts deposita níquel brillante y semi-brillante. (Julve E. 2001)

Nombre Fórmula Brillo químico Sulfato de NiSO4·6H 2O 20–40 oz/gal níquel Cloruro de NiCl2·6H 2O 8–20 oz/gal níquel Ácido H3BO3 5–7 oz/gal bórico

Semi-brillante

Funciones

30–40 oz/gal

Principal proveedor de metal

4–6 oz/gal

Mejora el proceso

5–7 oz/gal

Actúa como sustancia tampón (mantiene el pH).

d) ¿Cuáles son las aplicaciones de la electrodeposición? La electrodeposición de metales tiene sus aplicaciones en industrias de electrodomésticos, de la construcción, del enlatado de los alimentos, de la automoción, de la aeronáutica, de las comunicaciones, de la navegación, del deporte, de los satélites artificiales, etc.; como: protección a la corrosión, mejoramiento de las propiedades mecánicas en la industria automotriz, recubrimientos decorativos, control del metal (Cu, la recuperación del metal en niveles de hasta ppm en aguas residuales de semiconductores, circuitos impresos, conectores, etc. (Julve E. 2001) Bibliografía: 

    

Arango L; Carmona J; Vallejo E; Hoyos B. “Efecto de aditivos en la dureza de los depósitos de níquel utilizando corriente pulsante” Universidad Nacional de Colombia, Medellín, 23 marzo 2006. Farrera G, “Introducción a la electroquímica” UNAM, Facultad de Química, departamento de Fisicoquímica, 2010. Zapata F. (2018) Celda galvánica: partes, como funciona, aplicaciones, ejemplos. (Lifeder) Recuperado de: https://www.lifeder.com/celda-galvanica/ Brown, Theodore L., LeMay, H. Eugene, Bursten, Bruce E. (2006) Química, la Ciencia Central, 12 ed. Pearson Educación, México. González M. (2010). Electrodeposición. [La Guía Química] Recuperado de: https://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/electrodeposicion Julve E. (2001). La electrodeposición de metales industriales en el actual mundo tecnológico. ISSN 0210-2064, Nº. 464, 2008, págs. 78-92 [Dialnet]

Anexos: 1. Masa de Ni depositada a t = 5 minutos

2. Masa de Ni depositada a t = 7.5 minutos

3. Masa de Ni depositada a t = 10 minutos

4. Masa de Ni depositada a t = 12.5 minutos

5. Masa de Ni depositada a t = 15 minutos

6. Masa de Ag depositada a t = 5 minutos

7. Masa de Ag depositada a t = 7.5 minutos

8. Masa de Ag depositada a t = 10 minutos

9. Masa de Ag depositada a t = 12.5 minutos

10. Masa de Ag depositada a t = 15 minutos

11. Masa de Ni depositada a I = 0.5 A

12. Masa de Ni depositada a I = 1 A

13. Masa de Ni depositada a I = 1.5 A

14. Masa de Ni depositada a I = 2 A

15. Masa de Ni depositada a I = 2.5 A

16. Masa de Ni depositada a I = 3 A