miércoles, 4 de mayo de 2011

Practica electroquimica

La electroquímica se ocupa de los cambios químicos producidos mediante la corriente eléctrica y de la producción de electricidad mediante reacciones químicas. Muchos metales se purifican o se chapean sobre joyas, mediante métodos electroquímicos. Los relojes digitales, los encendedores de automóviles, las calculadoras y los marcapasos son sólo unos de pocos de los dispositivos que dependen de la energía producida eléctricamente. La corrosión de metales es un proceso electroquímico.
Aprendemos mucho acerca de reacciones químicas a partir del estudio de la electroquímica. La cantidad de energía eléctrica consumida o producida se puede medir con bastante precisión. Todas las reacciones electroquímicas implican la transferencia de electrones y son por tanto reacciones de oxidación reducción. La oxidación y la reducción están separadas físicamente de modo que la oxidación ocurre en una región y la reducción en otra. Los procesos electroquímicos requieren algún método por el que se introduzca una corriente de electrones en el sistema químico en reacción y algún método por el cual se retiren electrones. En la mayoría de las aplicaciones el sistema reaccionante está contenido en una celda, y por los electrodos entra o sale una corriente eléctrica.
Se clasifican las celdas electroquímicas en dos tipos:
  • Celdas electrolíticas: son aquellas en las que la energía eléctrica procedente de una fuente externa, hace que tenga lugar una reacción química no espontánea.
  • Celdas voltaicas: son aquellas en que las reacciones químicas espontáneas producen electricidad y la suministran a un circuito externo.
La corriente eléctrica representa transferencia de carga. La carga se puede conducir a través de metales y electrolitos líquidos puros o de disoluciones conteniendo electrolitos.  El primer tipo de conducción se denomina conducción metálica. Implica el flujo de electrones sin un movimiento análogo de los átomos del metal y sin cambios obvios en el metal. La conducción iónica o electrolítica es la conducción de la corriente eléctrica mediante el movimiento de iones a través de una disolución o de un líquido puro. Los iones cargados positivamente migran hacia el electrodo negativo (cátodo), mientras que los iones cargados negativamente se mueven hacia el electrodo positivo (ánodo). Ambos tipos de conducción, iónica y metálica tienen lugar en celdas electroquímicas.
Los electrodos son   superficies sobre las que tienen lugar las semi-reacciones de oxidación y reducción. Pueden participar o no en las reacciones. Aquellos que no reaccionan se denominan, electrodos inertes. Independientemente del tipo de celda, electrolítica o galvánica, los electrones se identifican de la manera siguiente:
El cátodo se define como electrodo en el que tiene lugar la de reducción a medida que los electrones son captados por algunas especies químicas. El ánodo es el electrodo en el que tiene lugar la oxidación a medida que se pierden electrones por algunas especies químicas.
En algunas celdas electrolíticas las reacciones químicas no espontáneas son forzadas a producirse debido al paso de energía eléctrica. Este proceso se denomina electrólisis. Una celda electrolítica consta de un recipiente con el material de reacción y los electrodos inmersos en el material de reacción y conectados a una furente de corriente continua. A menudo se utilizan electrodos inertes a modo que no reaccionen.
Las celdas voltaicas las celdas en las que se realizan las reacciones de oxidación reducción, son dos, están separadas, siendo necesario que para completar el circuito conectarlas  a través de un medio conductor, en el cual pueden moverse los cationes y aniones; denominado puente salino, que en su forma más simple, es un tubo en forma de “U” invertida que contiene un electrolito inerte como el KCl o NH4NO3, cuyos iones no deben reaccionar con los iones de la disolución o los electrodo.
El limón ¿una batería?

OBJETIVO: Ver la generación de electricidad utilizando limones.
HIPÓTESIS:
Limón + circuito c/ láminas de zinc y cobre = energía de 1 voltio.

Material:
1 voltímetro o multímetro, un reloj o calculadora de batería, dos cables con caimán.
Sustancias
1 limón, 1 lámina de cobre y 1 lámina de zinc.   

http://www.youtube.com/watch?v=J4L5sJ_mqaM  Video sobre la practica, autor Jorge Roberto Carlos Ramirez Olivares 206-A

Procedimiento.

1. Rueda el limón firmemente con la palma de tu mano sobre la mesa para exprimirlo un poco.
2.            Haz dos ranuras en el limón para que puedas insertar las dos láminas de metal en el limón, evitando que las dos láminas se toquen en el interior del limón.

 http://www.youtube.com/watch?v=bKkSU5dXi20

3.            Usando el voltímetro, mide el voltaje que se produce entre las dos láminas de los metales (ver figura 1). Debe indicar aproximadamente un voltio.   
4.            Ya que observaste el paso de la corriente a través del limón, prueba si esta sirve para aplicarla  a algún aparato que funcione con esta cantidad, como puede ser un reloj, para ello, retira la batería comercial que tenga el reloj y coloca las terminales en la posición que corresponda al electrodo positivo y negativo, como muestra la figura 2.
http://www.youtube.com/watch?v=R1CdIXCV9tQ
5.            Este sistema le permite demostrar que el limón, es la batería que produce la energía para que funcione. 
http://www.youtube.com/watch?v=uD4Mz1OKC5Q 


TODO LOS VIDEOS 
http://www.youtube.com/watch?v=J4L5sJ_mqaM
 http://www.youtube.com/watch?v=bKkSU5dXi20 
http://www.youtube.com/watch?v=R1CdIXCV9tQ 
http://www.youtube.com/watch?v=uD4Mz1OKC5Q  

AUTOR
RAMÍREZ OLIVARES JORGE ROBERTO CARLOS 206-A QUIMICA II SEGUNDO SEMESTRE PRACTICA EN CASA  

ANÁLISIS:
Este experimento es totalmente natural y a pesar de la poca energía que se genera es capaz de hacer funcionar una calculadora, sin embargo también la papa sería muy últil para este tipo de experimentos.
Técnicamente ocurren la oxidación y la reducción; ya que el zinc y cobre actúan como el cátodo y el ánodo siendo así el limón la disolución iones.
Es necesario que el circuito tenga una fuga para que así pueda este generar la electricidad y hacer funcionar los objetos como en este caso la calculadora.
OBSERVACIONES: 
Un limón (y algunas otras frutas ácidas y vegetales) puede servir para generar electricidad y en algunos casos reemplazar a una pila común.
Un limón, medio limón, ¿electricidad? Sí.

Comparando alimentos la papa genera más energía sin embargo a pesar de que el limón da baja electricidad es capaz de hacer funcionar objetos.

CONCLUCIÓN:
De alguna manera la cantidad de energía que genere el limón o la papa no importa mucho ya que con tal de que genere energía basta para así poder alimentar a los objetos y así hacerlos funcionar; pero también es importante tener la presencia del cátodo y del ánodo que en este caso fueron el zinc y el cobre

GUÍA DE DISCUSIÓN
1.         ¿Qué sucede cuando colocas las láminas de los metales?
Se produce corriente eléctrica ya que el circuito está completo y así  las placas se oxidan fácilmente.
2.         ¿Qué cantidad de corriente pasa a través del jugo de limón?
0.8 voltios
3.         La diferencia  de voltaje ¿quién la genera? ¿Por qué?
La disolución y los iones presentes.
4.         Si cambias las láminas por otros metales ¿funcionaría igual? ¿Por qué?
Sí, pero es importante tener en cuenta que el metal tenga permita el flujo  de electrones atreves del circuito
5.         Diseña un experimento en donde modifiques el voltaje generado por la batería.
Papa +placas de zinc y cobre = corriente eléctrica de 2.8 voltios.

6.         Si extraes el jugo de limón, funcionará igual la batería? ¿cómo duraría más tiempo?
Sí, pero la corriente duraría muy poco puesto que  viajarían los iones mucho más rápido por el circuito.
7.         Si tuvieras jugo de limón, de toronja y de naranja (frutos cítricos) ¿cómo comprobarías que uno de estos frutos es más ácido? Explica el procedimiento que seguirías para comprobarlo.
Comparando cada uno poniéndolos en la corriente y el que dure más quiere que decir que tiene muchos iones y una alta polaridad indicando que es un ácido.
8.         ¿Cómo armarías tus baterías para hacer funcionar una calculadora que requiere 3 volts para funcionar?
Como se comprobó que cada limón da alrededor de 1 voltio se conectan 3 limones en serie con un  metal de alta conductividad y a los lados el cátodo (zinc) y el ánodo (cobre) dando así una aproximación de los 3 voltios.


La batería de limón consiste en insertar, en un limón, dos diferentes objetos metálicos, por ejemplo un clavo galvanizado y una moneda de cobre. Estos dos objetos trabajan como electrodos, causando una reacción electroquímica que genere una pequeña cantidad de electricidad.
Después de que la batería está ensamblada, se puede usar un multímetro para comprobar el voltaje generado. Para producir un efecto más visible, se puede usar la batería para dar energía a un LED. Puesto que el voltaje producido es típicamente insuficiente para encender un LED estándar, dos o más baterías son conectados en serie.



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