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Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas

Electroquímica

Practica No. 2: Leyes de Faraday Equipo: 2 SECCIÓN “B” Profesores Blanca Zamora Celis Arturo Manzo Robledo

Integrantes de equipo BERMEO SALAZAR LIISKARU CASTRO CAMACHO KENYA CAROLINA MÁRQUEZ LÓPEZ LORIET MADRIGAL COLORADO ANDRES LOZADA RUIZ ALVARO GRUPO: 3IM71 FECHA DE ENTREGA:

21 de febrero de 2019

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Objetivo Determinar las eficiencias de las semirreacciones que se efectúan en los diferentes coulombímetros por comparación de las masas experimentales de los productos primarios obtenidos por electrolisis con respecto a la predicción farádica. Objetivos específicos    

Identificar los tipos de coulombimetros. Determinar las reacciones electroquímicas de oxidación y reducción en cada colombimetros. Construir un circuito electroquímico compuesto por tres coulombimetros conectados en serie. Relacionar la cantidad de masa producida (solido, liquido, y gas) durante la electrolisis con la cantidad de masa teórica calculada a partir de la cantidad de electricidad consumida.

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Resumen Las leyes de Faraday enuncian la relación que existe entre la cantidad de masa depositada en un electrodo y la cantidad de corriente eléctrica dentro del sistema. Para poder medir la cantidad de masa depositada en un electrodo se utilizan diferentes métodos basados en la electrolisis. En está práctica se van a conectar en serie tres diferentes dispositivos que lograran medir la cantidad de masa depositada en un electrodo con diferentes técnicas. El primero, consiste en pesar un electrodo, luego colocarlo dentro de un sistema parecido al coulombiómetro de cobre, y después de un determinado tiempo, retirar el electrodo y pesarlo nuevamente. El segundo, consiste en la electrolisis de una solución de NaOH, donde el pasar corriente eléctrica, se va a observar un burbujeo y el desplazamiento de la solución liquida. Ese burbujeo es conocido como mezcla explosiva, que no es más que H 2 y O2. Por último, el tercero, consiste en algo parecido al voltámetro de Hoffman, a diferencia que el yodo liberado de la solución se depositará en un tubo lateral, creando una solución con yodo, la cual, por medio de la titulación, se conocerá la cantidad de yodo depositada.

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Introducción Culombímetro La cantidad de carga que pasa a través de una celda puede determinarse al medirse la corriente como una función del tiempo y determinando el área bajo la curva corriente –tiempo resultante. Para esto se emplea un galvanómetro calibrado con una respuesta – tiempo corta. Alternativamente, los coulombímetros químicos son extensamente empleados. Consisten en una celda electrolítica en serie con una celda experimental, por eso la misma cantidad de electricidad pasa por ambas. La reacción química del ánodo o del cátodo del coulombímetro debe ocurrir con 100% de eficiencia y debe ser fácil y exactamente medida. La Electrolisis es el proceso en el cual las sustancias, disueltas o fundidas, se separan en los componentes que las conforman en forma de iones, permitiendo el paso de la corriente eléctrica. En1833, Michael Faraday, importante físico y químico que estudió electroquímica descubrió e implementó las leyes que rigen a la electrolisis para poder conocer el fenómeno. Después de un largo trabajo con un ‘volta-electrómetro’ y agua, logró establecer los principios de la electrolisis y enunciar lo siguiente: 1era Ley de Faraday: La masa de una sustancia depositada en un electrodo durante la electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad transferida a este electrodo.

2nda Ley de Faraday: La masa producida de diferentes sustancias por la misma cantidad de electricidad es directamente proporcional a las masas molares de las sustancias en cuestión, e inversamente proporcional al número de electrones en cada semirreacción Esto significa que z moles de electrones se necesitan para descargar un ión Xz+ ó Xz-.

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Ejemplo:

Se crearían con un faradio:

Estas leyes cualitativas nos permiten conocer la cantidad de masa depositada en un electrodo, conociendo la cantidad de energía eléctrica que pasa dentro del sistema, además de explicarnos la relación directa que tiene la energía eléctrica con la cantidad de masa depositada y el peso equivalente único de cada elemento. Para poder medir la cantidad de energía eléctrica es necesario aplicar un instrumento conocido como coulombimetro, el cual es capaz de cuantificar la cantidad de materia depositada en el sistema y compararlos con datos teóricos utilizando las leyes de Faraday La Coulombimetría son una serie de diferentes técnicas para poder determinar la cantidad de materia que se transformas en un sistema electroquímico midiendo la cantidad de energía eléctrica que circula a través de un sistema. El columbiómetro es un aparato diseñado para poder medir la cantidad de masa depositada en un electrodo. Las leyes pueden combinarse para dar la relación: 𝑚=

𝑄 𝑀 1 𝑄𝑀 1 𝑄𝑀 1 𝑄𝑀 ∗ = ∗ = ∗ = ∗ −1 𝑞𝑛 𝑁𝐴 𝑞𝑁𝐴 𝑛 𝐹 𝑛 96,485 𝐶 ∗ 𝑚𝑜𝑙 𝑛

En donde: m = es la masa producida en el electrodo en gramos. Q = es la carga eléctrica total que pasa por la solución en coulombs. q = es la carga del electrón = 1.602 x 10-19 C/electrón. n = es el número de la valencia de la sustancia como ión en la solución. 5

F = qNA = 96,485 C mol-1 Constante de Faraday. M = es la masa molar de la sustancia en g/mol NA = es el número de Avogadro = 6.022 x 1023 . .

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Marco Teórico 1. Electrólisis: Es un proceso donde mediante la reacción, las sustancias que se encuentran disueltas en agua o fundidas, se disocian en los componentes que las conforman, conocidos como iones. La sustancia que se disocia es conocida como electrolito. Estas cuando se disocian permiten la conducción de la corriente eléctrica. La importancia de la electrolisis es la base de las celdas electrolíticas y algunos procesos industriales que cubren una importancia muy alta. Para poder entender el fenómeno de electrólisis, nos basamos las leyes de Faraday. 2. Leyes de Faraday: Michael Faraday descubrió las leyes de la electrólisis en 1833. Utilizando el experimento de la electrólisis del agua, Faraday logró estipular las dos leyes que rigen la electrólisis. El experimento consistió en un vaso con agua acidulada, (con pequeña cantidad de ácido para permitir el paso de la corriente) al cual se le suministró energía eléctrica continúa formando un burbujeo de oxigeno e hidrógeno en los electrodos. Las leyes que Faraday enunció se resumen en lo siguiente: 2.1 1era Ley de Faraday: La masa de una sustancia depositada en un electrodo durante la electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad transferida a este electrodo. En esta ley simplemente menciona que, a mayor intensidad de corriente, será mayor la cantidad de masa que se deposité dentro de los electrodos, a diferencia de aplicar una corriente de baja intensidad, en un tiempo determinado. 2.2 2nda Ley de Faraday: Para una determinada cantidad de electricidad (carga eléctrica), la masa depositada de una especie química en un electrodo es directamente proporcional al peso equivalente del elemento. En esta segunda ley, relaciona la cantidad de energía eléctrica suministrada, con la masa depositada y el peso equivalente único para cada uno de los elementos. 2.2.1 Peso Equivalente: Es la cantidad de una sustancia que reacciona, sustituye, desplaza o contiene una parte en H2, ocho partes en O2 o 35.5 partes en Cl2. Se utilizan como estándares estos elementos debido a que pueden combinar con la mayoría de los elementos y formar diversos compuestos químicos. 3. Coulombimetría: Para poder establecer la cantidad de masa depositada en un electrodo es necesario acudir a diferentes técnicas y poder cuantificarla, conociendo de por medio, la cantidad de energía eléctrica suministrada al sistema. La Columbimetría se define como son una serie de diferentes técnicas para poder determinar la cantidad de materia que se transformas en un sistema electroquímico midiendo la cantidad de energía eléctrica que circula a través de un sistema. Por esto, es necesario de utilizar un columbiómetro, para medir la cantidad de energía eléctrica y posteriormente la cantidad de masa depositada. 7

3.1 Columbiómetro: Es un aparato diseñado para poder medir la cantidad de masa depositada en un sistema de electrólisis. Existen diferentes tipos de columbiómetros para diversas aplicaciones. 3.2 Columbiómetro Electrónico: Se pasa en amplificar la caída de potencial en un circuito integrador. La corriente que pasa por una resistencia R1, ocasiona una caída de potencial, la cual, se integra por un amplificador operacional en las placas del condensador. 3.3 Columbiómetros Electroquímicos: Se basan en la electrolisis y existen tres diferentes: 3.3.1 Columbiómetros de Mercurio: Es un dispositivo que utiliza el Mercurio para conocer la cantidad de masa depositada basándose en la reacción siguiente: Hg2+ +2e-=Hg0. La cantidad de electricidad del sistema se basa en la cantidad de masa depositada de mercurio en el electrodo. 3.3.2 Columbiómetro de Cobre: Utiliza dos electrodos de cobre en una solución de sulfato de cobre acidificada donde al paso de la corriente eléctrica, el cobre se deposita en el cátodo. Al pesar el cátodo, se conoce la cantidad de masa depositada en un tiempo determinado. 3.3.3 Voltámetro de Hoffmann: Dispositivo utilizado específicamente para la electrólisis del agua. Son tres tupos de vidrio conectados de tal forma, que, al aplicar corriente en electrodos, el hidrógeno y el oxígeno se comiencen a depositar en los tubos laterales, desplazando la cantidad de agua en el cilindro y acumulándose en la parte superior.

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Desarrollo Experimental

Material y equipo:                

Conexiones eléctricas: alambres con punta de caimán. 1 bureta de 50 ml. 1 pinza para bureta. 1 matraz Erlenmeyer de 250 ml. 1 coulombímetro de peso. 1 coulombímetro de volumen. 1 coulombímetro de titulación. 1 cronómetro. 1 fuente de CD regulada con medidores digitales de corriente y voltaje. 1 balanza analítica. 1 estufa. 3 laminillas de cobre de 2.5 X 3 cm. 2 varillas de acero inoxidable de 5cm. 2 varillas de acero inoxidable de 25 cm. 1 cristalizador. 3 vasos de precipitados de de 250ml. 3

Sustancias y soluciones:      

C2H6O (alcohol etílico) absoluto. Solución de: CuSO4 150 g/l + C2H6O (alcohol etílico) 50cc/l + H2SO4 (98%) 5cc/l. Solución de NaOH: 15 g/l Solución de KI: 100g/l Solución de almidón (indicador). Solución de Na2S2O3 (tiosulfato de sodio) normalizada, solicitar al profesor el valor exacto de la normalidad de la solución preparada.

NOTA: las soluciones son acuosas.

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Procedimiento experimental:

a) Coulombímetro de Peso El propósito de este experimento es observar la diferencia de masa de un electrodo de cobre antes y después de someterlo a un proceso de electrolisis.

Lijar y lavar (agua destilada y alcohol etilico) los electrodos de cobre

Sumergir los tres electrodos sobre un soporte en una solucion de CuSO4 (no sobrepasar el rango de 2-2,5 cm)

Secar uno de los electrodos en la estufa manipulandolo con guantes.

Pesarlo cuando este a temperatura ambiente (M1).

Figura 1: Coulombímetro de peso utilizado en la práctica.

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b) Coulombímetro de volumen En este experimento se podrá notar la diferencia del volumen en una columna del colector de gas antes y después de someterlo a un proceso de electrolisis.

En el critalizador agregar solución NaOH

Colocar dentro el colector de gas

Cerrar la pinza

Abrir la pinza Morh

Succionar con una perilla la solucion de NaOH hasta llenar la columna

Figura 2: Coulombímetro de volumen.

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c) Coulombímetro de titulación

En este experimento se puede observar el compartimentito de un Coulombímetro de titulación, el cual producirá la separación del I 2 que se presentará en forma de una solución amarilla que se tendrá que titular.

Lllenar un tubo Nerst con solución KI hasta cubrir el puente

Colocar en cada tubo un electrodo de acero inxidable

No sellar el tapon para permitir la salida de H2

Figura 3: Culombímetro de titulación.

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Montar el circuito de la Fig. 4

Establecer el amaperaje y voltaje adecuado

Conectar el catodo y registrar la corriente cada 3 min

El catódo del columbimetro de peso se debe lavar, y secar. Pesarlo nuevamente (M2)

Desconectar el circuito apagando la fuente CD.

Concluir el experimento cuando se registre en la columna un volumen no menor a 1 cm3

Registrar el nuevo nivel en el coulombímetro de volumen

Vaciar en un matraz la solución de I2 formada en el coulombitro de titulación

Titular con Na2S2O3 hasta un vire amarillo paja agregar gotas de almidón y terminar titulacion. Registrar el volumen de Na2S2O3

Figura 4: Conexión en serie de coulombímetro.

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Figura 5: Sistema de coulombímetro lista para funcionar.

Figura 6: Se puede observar como el electrodo tiene una parte más clara y un ligero aumento de peso, esto debido a la transferencia de electrones durante la experimentación.

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Figura 7: Solución de I2 recuperada al concluir el experimento.

Figura 8: Solución de I2 después de la titulación con Na2S2O3.

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Observaciones: El concluir el experimento se notó que el electrodo previamente lijado, limpiado y secado, obtuvo una coloración más opaca con respecto a su coloración inicial. Así como también presentó un aumento de peso con respecto al inicial. En otras palabras su observó que al momento de generar corriente mediante el sistema en serie de los coulombímetro, nuestro electrodo “puro” se empezó generar un aumento de masa al momento de transferir electrones sobre él. Por otra parte en el tubo de Nerst se decidió llenar el tubo conector que se encuentra horizontal de KI, con el objetivo que hubiera una mayor transferencia de electrones, y no solo llenando con poca solución de éste el contacto que hubiese entre ambos. Al terminar se observó que yodo se separó completamente de la solución, produciendo una solución amarilla en un lado del tubo de Nerst, esto nos ayudó a poder separar el yodo de la solución, para así poder extraerlo y llevarlo a titulación. Dicho lo anterior, de la observación de los dos coulombímetros anteriores (como peso y titulación), el coulombímetro de volumen también presentó observaciones importantes, la más importante quizás sea que al momento de pasar la corriente directa en la solución de NaOH, este comenzaba a producir burbujeo por el contenido de sal. El burbujeo de nuestra NaOH fue tal que se podía apreciar significativamente a lo largo de la columna del coulombímetro. Por último se observó que las conexiones enserie de los coulombímetros son realmente buenos conductores de electricidad bajo las condiciones de la solución, así como el amperaje inducido.

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Datos experimentales obtenidos Tiempo 573 s 540 s Intensidad 0.09 amp Coulombimetro de peso Coulombimetro de volumen Peso de la placa g Inicio 13.1785

final 13.1953

N1

N2

44 ml

30.4 ml ∆N

Coulombimetro de titulación Volumen Normalidad tiosulfato(ml) tiosulfato(eq/L) 2.5

0.1

Cálculos Coulombimetro de peso 𝐌𝐫𝐞𝐚𝐥 = 𝐌𝟐 − 𝐌𝟏 𝑀𝑟𝑒𝑎𝑙 = 13 − 1953 𝑔 − 13 − 1785 𝑔 = 0.0168𝑔 𝐌𝐓𝐞𝐨𝐫𝐢𝐜𝐚 =

𝐈 ∗ 𝐭 ∗ 𝐄𝐐 𝟗𝟔𝟓𝟎𝟎

𝑔 63.54 𝑚𝑜𝑙 ) (0.09 𝐴)(540 𝑠) ( 2 𝑀𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑎 =

96500 𝛈= 𝜂=

= 0.016 𝑔

𝐌𝐫𝐞𝐚𝐥 ∗ 𝟏𝟎𝟎 𝐌𝐓𝐞𝐨𝐫𝐢𝐜𝐚

0.00168𝑔 ∗ 100 = 105% 0.0160𝑔

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Coulombimetro de Volumen 𝐕𝐠𝐞𝐧𝐞𝐫𝐚𝐝𝐨 𝐂𝐝. 𝐕𝐫𝐞𝐚𝐥 = Vreal =

𝐝𝐞 𝐌é𝐱𝐢𝐜𝐨

= 𝐍𝟐 − 𝐍𝟏

𝐕𝐠𝐞𝐧𝐞𝐫𝐚𝐝𝐨 𝐂𝐝. 𝐝𝐞 𝐌é𝐱𝐢𝐜𝐨 ∗ (𝐏𝐂𝐝. 𝐝𝐞 𝐌é𝐱𝐢𝐜𝐨 − 𝐏𝐕𝐚𝐩 ) ∗ 𝟐𝟕𝟑𝐊 (𝐓𝐂𝐝.𝐌𝐞𝐱 + 𝟐𝟕𝟑𝐊)(𝟕𝟔𝟎 𝐦𝐦𝐇𝐠)

(0.0136 L)(585mm Hg − 18mm Hg) ∗ 273K = 0.00945 𝐿 (20 ℃ + 273K)(760 mmHg) 𝐕𝐓𝐞𝐨𝐫𝐢𝐜𝐨 = 𝟎. 𝟏𝟕𝟒 ∗ 𝐐 𝐐=𝐈∗𝐭 VTeorico = 0.000174 ∗ 0.09 ∗ 540 = 0.00845 L 𝛈= 𝛈=

𝐕𝐫𝐞𝐚𝐥 ∗ 𝟏𝟎𝟎 𝐕𝐓𝐞𝐨𝐫𝐢𝐜𝐚

0.00945 𝐿 ∗ 100 = 111.75 % 0.00845 L

Coulombimetro de titulación

𝐌𝐫𝐞𝐚𝐥 = (𝑽 ∗ 𝑵)𝒕𝒊𝒐𝒔𝒖𝒍𝒇𝒂𝒕𝒐 ∗ 𝐄𝐐𝐲𝐨𝐝𝐨

𝑀real

g eq 126.9 𝑚𝑜𝑙 = (0.0025 L) (0.1 ) ( ) = 0.031725g 𝑙 1 𝐌𝐓𝐞𝐨𝐫𝐢𝐜𝐚 =

𝐈 ∗ 𝐭 ∗ 𝐄𝐐 𝟗𝟔𝟓𝟎𝟎

mg 126.9 𝑚𝑚𝑜𝑙 (0.09A)(540s) ( ) 1 MTeorica =

96500 𝛈= η=

= 0.0639103 𝑔

𝐌𝐫𝐞𝐚𝐥 ∗ 𝟏𝟎𝟎 𝑴𝐓𝐞𝐨𝐫𝐢𝐜𝐚

0.031725g ∗ 100 = 49.64% 0.0639103 18

Análisis de resultados   

Para el coulombimetro de peso los ánodos se oxidan recubriendo el cátodo de cobre. En el coulombimetro de gases detonantes por medio de la electrolisis se obtiene Hidrogeno y oxigeno. Para el coulombimetro de titulación obtenemos Iodo a partir de su oxidación , pasando de un estado de oxidación de -1 a 1 .

Semireacciones que se llevaron acabo en cada coulombimetro Coulombimetro de peso Electrolito 𝐂𝐮𝐒𝐎𝟒 → 𝐂𝐮++ + 𝐒𝐎= 𝟒 Reducción 𝐂𝐮++ + 𝟐𝐞− → 𝐂𝐮𝟎 Oxidación − 𝐒𝐎= 𝟒 − 𝟐𝐞 + 𝐂𝐮 → 𝐂𝐮𝐒𝐎𝟒

Coulombímetro de Volumen (Mezcla de Gases Detonantes) Cátodo 𝐍𝐚+ + 𝟏𝐞− → 𝐍𝐚𝟎 Química 𝟏 𝐍𝐚𝟎 + 𝐇𝟐 𝐎 → 𝐍𝐚𝐎𝐇 + 𝐇𝟐 ↑ 𝟐 Ánodo 𝐎𝐇 − − 𝟏𝐞− →

𝟏 𝟏 𝐇𝟐 𝐎 + 𝐎𝟐 ↑ 𝟐 𝟒

Coulombímetro de Titulación

𝟐𝐈− → 𝐈𝟐 + 𝟐𝐞−

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Cuestionario 1-. ¿Qué sucedería con el depósito de cobre en el cátodo del coulombímetro de peso si solo se trabajase con un solo ánodo? Los cristales se depositarían en un solo lado del electrodo.

2-. ¿Cómo calcularía el peso perdido de los ánodos en el coulombímetro de peso? Por medio de un balance de masa, en el que la cantidad de masa depositada en el cátodo es la misma masa oxidada por el cátodo. 3-. Explique por qué son diferentes los diseños de los coulombímetros entre si Para cada sistema se obtienen distintos productos en sus 3 estados de agregación;   

Solido (deposito de cobre) Gas (gases detonantes de Hidrogeno y Oxigeno) liquido (Iodo)

Correspondientemente, por lo que los hace diferente.

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Conclusiones Se determinaron las eficiencias de los tres diferentes coulombimetros, peso, volumen y titulación. En el coulombimetro de peso se encontró que la masa depositada en el ánodo es mayor a la masa teórica, esto no puede ser ya que la masa que se obtuvo a las condiciones de operación tomadas es menor a la masa que se obtuvo real, por ello se obtuvo una eficiencia mayor al 100% , por ello es muy probable que los datos de intensidad y/o tiempo fueron erróneos ya que no podemos obtener un deposición mayor al flujo de electrones que en este caso nos ayuda a la oxidación y reducción de nuestras placas de cobre. Nuestra eficiencia debería ser menor al cien, esto debido a la competencia que se tiene con las reacciones secundarias, que en este caso sería una resistencia. En el coulombimetro de volumen se obtuvo una eficiencia de 63.41% esta es una buena eficiencia ya que como en este columbimetro tenemos la generación de un gas (H2) y como sabemos que la fugacidad actúa sobre las sustancias gaseosas y si no tenemos un sello eficiente tendremos una fuga, esta es una de las razones por la cual es probable que no se obtuviera una eficiencia del 100%,otra de las razones como en todos los coulombimetros es la competencia que se tiene con las reacciones secundarias. En el columbimetro de titulación se obtiene una concentración en este caso yodo dentro de una solución, de lado del cátodo y por medio de una valoración fue posible determinar su eficiencia, que en este caso fue menor del 50%, esta baja eficiencia puede ser un error en la valoración, ya que esto es muy visual y o todos contamos con la experiencia a necesaria para obtener valores precisos. Por último, se pude decir que en los diferentes columbimetros se deben cuidar diferentes variables para obtener una eficiencia satisfactoria, pero tiene en común la intensidad y el tiempo que son muy importantes ya que con esto es como se determinan los valores teóricos , al igual que en todos tenemos una competitividad con las reacciones secundarias, por ello no podemos tener una eficiencia del cien aunque en algunos casos si muy cercana. Bermeo Salazar Liiskaru

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Conclusiones Los coulombímetros son aparatos que nos permiten medir la cantidad de producto obtenido depositado mediante la formación de iones por medio de la hidrolisis, al realizar los cálculos pertinentes con las leyes de Faraday, se efectuaron los cálculos para obtener las eficiencias de cada coulombímetro, sin importar que los tres (peso, volumen y titulación) estuvieran conectados en serie, cada uno tiene una eficiencia por sí solo. Con base a los cálculos arrojados se observó que el coulombímetro de peso tuvo una eficiencia mayor al 100%, siendo esto erróneo. Esta situación pudo ser causada por factores como la contaminación de la placa de cobre al manipularla para pesarla luego de la experimentación o bien por algún peso adicional que se encontrara en la balanza analítica del que no nos hubiéramos percatado. En tanto el coulombímetro de volumen, también obtuvo una eficiencia mayor al 100%,por lo tanto esto es erróneo. En este se formó hidrogeno en el cátodo del recolector del gas, por esta misma razón era necesario no sellar la columna ya que así el hidrogeno podría escapar. Probablemente una de las causas por la cual nos salieron eficiencias altas fue porque habría sido adecuado terminar el experimento cuando la diferencia de volumen era menor. El coulombímetro de titulación tuvo una eficiencia aceptable, posiblemente para que esta mejorara se deba realizar una titulación más acertada y de este modo obtener datos más cercanos al teórico. Sin embargo, para lograr esto influye mucho la percepción visual del quien realice la titulación para determinar cuándo agregar las gotas de almidón. Yo podría decir que si la titulación hubiera salido correctamente, el mejor culombímetro desde mi punto de vista sería el de peso, ya que tiene variables que se pueden controlar mejor y son más certeras a diferencias de los otros 2 culombímetros, por ejemplo en el de volumen se debe corregir a las condiciones normales y en el de titulación se debe controlar exactamente la concentración de Yoduro de potasio y la de tiosulfato además que en la observación visual del vire puede haber un determinado factor de error, sin embargo en el de peso se utiliza una balanza analítica con un error muy bajo y si se maneja la barra de cobre con el cuidado debido este saldrá con un valor más acertado y con mayor eficiencia. El experimento dejo al descubierto que las variables a controlar en cada uno de los culombímetros deben de ser de manera cuidadosa para así tener resultados más confiables, la intensidad de corriente y el tiempo a pesar de ser variables, se pueden controlar de manera más confiable y acertada.

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CASTRO CAMACHO KENYA CAROLINA

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En conclusión, durante la práctica de culombímetros se analizó el comportamiento de tres distintos culombímetros que se les conoce como de peso, de volumen y de titulación. Los culombímetros son dispositivos que permiten la medición del producto depositado mediante electrolisis siguiendo las leyes de Faraday. En el caso del culombímetro de peso, se obtuvo una eficiencia anódica mayor al 100%, siendo esto erróneo. Esta situación pudo ser causada por factores como la contaminación de la placa de cobre al manipularla para pesarla luego de la experimentación o bien por algún peso adicional que se encontrara en la balanza analítica del que no nos hubiéramos percatado. El culombímetro de peso tendría que tener una eficiencia anódica menor al 100% puesto que existe una competencia con las reacciones del oxígeno y cobre. En tanto el culombímetro de volumen, se obtuvo una eficiencia anódica de igual forma insatisfactoria puesto que excedió el 100% de eficiencia. Probablemente para obtener un mejor resultado habría sido adecuado terminar el experimento cuando la diferencia de volumen era menor. En este se formó hidrogeno en el cátodo del recolector del gas, por esta misma razón era necesario no sellar la columna ya que así el hidrogeno podría escapar. Un factor importante que se debe considerar en este culombímetro es que para obtener la eficiencia anódica es que el volumen se debe de corregir para que este a condiciones normales. El culombímetro de titulación también tuvo una eficiencia anódica aceptable, posiblemente para que esta mejorara se deba realizar una titulación más acertada y de este modo obtener datos más cercanos al teórico. Sin embargo, para lograr esto influye mucho la percepción visual del quien realice la titulación para determinar cuándo agregar las gotas de almidón. Se concluye entonces que cada uno de los culombímetros analizados tienen factores que influirán directamente en la eficiencia anódica, pero estos factores parecen ser más controlables en el culombímetro de peso puesto que con tal de con contaminar el electrodo se obtendrá un buen resultado.

MÁRQUEZ LÓPEZ LORIET

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Los Coulombímetro tienen sus bases en las leyes de la electrolisis establecidas por Faraday, existen diferentes tipos de Coulombímetros los cuales están basados en su método de cuantificación. Para la experimentación se analizaron tres diferentes que fueron el de peso, de volumen y de titulación. En el coulombímetro de peso se cuantifico la masa del cobre por medio de la deposición en unos de los electrodos, donde se obtiene como producto primario cobre metálico. En esta cuantificación la eficiencia anódica fue mayor al 100%, esto puede deberse a varios factores como puede ser una medición errónea del tiempo, a la contaminación del electrodo generando un peso erróneo o el no verificar la balanza generando un peso mayor. Tener una eficiencia mayor al 100% no puede ser posible debido a que las reacciones en el cátodo y ánodo son proporcionales en generación de productos. En el coulombímetro de volumen se cuantifico el volumen de los gases generados que en nuestro caso fue el oxígeno y el hidrogeno, en donde la eficiencia es mayor al 100% debido a las condiciones de los caimanes y del sellado del NaOH pudo afectar para que saliera esa eficiencia. En esta experimentación el hidrogeno fue formado en el recolector del gas por lo cual fue necesario sellar la columna. En el coulombímetro de titulación se cuantifica el iodo líquido en la solución por medio de una titulación, en esta experimentación el iodo se formó en el ánodo resultando en una delgada capa de color ámbar rodeando al electrodo, hasta que el electrodo fue cubierto por completo, fue necesario que los tapones que soportan los electrodos no taparan las salidas del tubo de Nerst ya que el hidrogeno producido se debe de dejar salir. La eficiencia obtenida es aceptable debido que la titulación varía dependiendo de la percepción visual de cada personal lo que puede ocasionar un error alto. En conclusión, el coulombímetro de volumen es el tipo que puede presentar menos errores debido a que es el que menos depende de la intervención de la persona ya que solo requiere leer el volumen, en el de peso tiene el riego de que el electrodo este contaminado y generar un error y por último el de la titulación es el que más error puede tener debido a que depende de la percepción de cada persona el cambio de vire en la solución LOZADA RUIZ ALVARO

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1-.Se clasifican los distintos tipos de coulombimetros   

Peso Gases detonantes Titulación

En los que se obtienen tres distintos productos en sus tres estados de agregación determinando 3 tipos de reacciones;   

Oxidación de los ánodos para el recubriendo de cobre al cátodo Electrolisis del hidróxido de Sodio en la obtención de hidrogeno y oxigeno Oxidación del iodo obtenido en el ioduro potásico y obtener iodo.

2-. Se comprueba que la ley de faraday es correcta en virtud de la masa depositada con respecto a la corriente suministrada obteniendo eficiencias altas en los coulombimetros de volumen y titulación , cabe resaltar que las eficiencias no llegasen a ser del 100% por lo que algunas tomas de datos fueron precisas y no exactas. El experimento dejo al descubierto que las variables a controlar en cada uno de los culombímetros deben de ser de manera cuidadosa para así tener resultados más confiables, la intensidad de corriente y el tiempo a pesar de ser variables, se pueden controlar de manera más confiable y acertada.

ANDRES MADRIGAL COLORADO

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Bibliografía [1] C.L. Mantell. (1962). Ley de Faraday. Ingeniería electroquímica (50-68). Barcelona: Reverte S.A. [2] José González Castillo (1989).Teorías iónicas y leyes de faraday. Principios de electroquímica y corrosión (21-63). Mexico.

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