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Nombre de la práctica: ELECTRODEPOSICIÓN DE COBRE Práctica No. 3 Materia: ANÁLISIS INSTRUMENTAL II Alumno: SALDAÑA VANONI JESSICA JUDITH. No. Control:
Grupo: IQPI 09B. Fecha: 24 Junio 20. Elaboración : Nombre del alumno Edición/Validación : Marco A. Vázquez M. Revisión : Academia correspondiente Fecha de revisión : Ene-Abr, 201 9 Página:
Química Industrial
1. OBJETIVO
Comprobar la validez de la primera ley de Faraday, que indica “La masa de sustancia liberada en una electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad que ha pasado a través del electrólito".
2. CAMPO DE APLICACIÓN La electrodeposición del cobre es un proceso electrolítico que emplea electricidad para recuperar el cobre disuelto de la solución en forma de cobre depositado, también conocido como ‘cátodo’. Sus aplicaciones comunes son: *Para refinerías de cobre. *Para el reciclaje de metales no ferrosos. *Para la recuperación de desechos y tratamiento de aguas residuales. 3. FUNDAMENTO Electroquímica es una rama de la química que estudia la transformación entre laenergía el éctrica y la energía química. Electrodeposición: Es un proceso electroquímico en el que se usa una corrienteeléctrica p ara reducir cationes en una solución acuosa que los contiene parapropiciar la precipitación de estos, que suelen ser metales, sobre un objetoconductivo que será el cátodo de la celd a, creando un fino recubrimiento alrededorde este con el material reducido. Su funcionami ento sería totalmente el contrario alde la celda galvánica, que utiliza una reacción redox pa ra obtener una corrienteeléctrica.Esta técnica se utiliza para mejorar la resistencia a la abr asión de un objeto,proporcionarle propiedades anticorrosivas, mejorar su lubricidad o simpl ementepor cuestiones estéticas entre otras.Este proceso se realiza en un baño con un áno do y un cátodo cubiertos por unasolución de sales del elemento que utilizamos para recubr ir el objeto, el ánodoestará compuesto de dicho material para ir aportando iones a la soluci ón a medidaque se oxida sustituyendo a los que se están consumiendo en la reacciónelect roquímica.La electrodeposición de metales se ha utilizado y se sigue usando para distintos fines, algunos de los cuales se enumeran a continuación:
- Contra la corrosión: especialmente para la protección de fierro o acero.
- Para mejorar el aspecto externo de diferentes objetos metalices utilizados para diversos fines.
- En estructuras metalizas y obras de ingeniería que deban cumplir ciertosrequisitos tecnol ógicos.
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Química Industrial
- En la metalización de plásticos. •En la electrónica y en circuitos impresos.Muchas partes metálicas se protegen de la corro sión por electrodeposición, paraproducir una fina capa protectora de metal. En este proces o, la parte que va a serrecubierta constituye el cátodo de una celda electrolítica. El electroli to es una salque contiene cationes del metal de recubrimiento. Se aplica una corriente con tinuapor medio de una fuente de alimentación, tanto a la parte que va a ser recubiertacom o al otro electrodo. Un ejemplo de deposición en varias capas es la delcromado de los aut omóviles. En el cromado la electrodeposición consta de unacapa inferior de cobre, una int ermedia de níquel y una capa superior de cromo. 4. DEFINICIONES Electrodeposición. Es un tratamiento electroquímico donde se apegan los cationes metálicos contenidos en una solución acuosa para ser sedimentados sobre un objeto conductor creando una capa. Amperímetro. Instrumento para medir la intensidad de una corriente eléctrica. Corriente continua. Corriente de intensidad constante en la que el movimiento de las cargas siempre es en el mismo sentido. Celda electrolítica. Dispositivo utilizado para la descomposición mediante corriente eléctrica de sustancias ionizadas denominadas electrolitos. Electrólisis. Proceso químico por medio del cual una sustancia o un cuerpo inmersos en una disolución se descomponen por la acción de la una corriente eléctrica continua. Intensidad de corriente. Es la cantidad de carga eléctrica que pasa a través del conductor por unidad de tiempo (por segundo) 5. INTERFERENCIAS *El material no esté limpio. *Equipo mal conectado. ***** Alambres no sulfatados.
Nombre de la práctica: ELECTRODEPOSICIÓN DE COBRE Práctica No. 3 Materia: ANÁLISIS INSTRUMENTAL II Alumno: SALDAÑA VANONI JESSICA JUDITH. No. Control:
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Química Industrial
9. REACTIVOS
Sulfato de cobre pentahidratado Agua destilada 10. PREPARACION DE SOLUCIONES Preparar un litro de disolución de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4) en agua (5H2O) a 1M. 1)Calcular la masa del sulfato de cobre. 100 𝑚𝑙 𝑑𝑒 𝐻 2 𝑂 ∗ (
Se necesitan 25g de CuSO 4. 5 H 2 O para preparar una solución 1M. 2)Al obtener la masa, en un vidrio de reloj se añade el sulfato de cobre necesario pesándolo en la balanza. 3)Después de pesar el sulfato de cobre se deposita en un vaso de precipitado, y se añade agua hasta los 100 mL para disolverlo, mezclándolo. 4)Una vez disuelto se vacía al matraz aforado y lo enrasas hasta llegar a la marca del matraz (su volumen es de 1 litro). 11. PROCEDIMIENTO
- Se dobla una lámina de cobre por un extremo para que pueda sujetarse al borde del recipiente que contiene la disolución de sulfato de cobre, pero sin introducirlo todavía dentro de dicha disolución.
Nombre de la práctica: ELECTRODEPOSICIÓN DE COBRE Práctica No. 3 Materia: ANÁLISIS INSTRUMENTAL II Alumno: SALDAÑA VANONI JESSICA JUDITH. No. Control:
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Química Industrial
- Se desdobla una vez un clip metálico para que aumente la superficie de contacto con la disolución de sulfato de cobre, dejando una parte doblada para que pueda sujetarse al borde del recipiente, pero sin introducirlo todavía dentro de dicha disolución.
- Se pesan el clip y el cobre en balanza de al menos 3 cifras decimales, anotando las correspondientes masas en el cuadro de “resultados”. Para esta operación se manipulan ambas piezas con unas pinzas. Las balanzas no se deben mover de su posición al pesar.
- Se conecta el cable unido al polo negativo de la pila (el que termina en una pinza) al objeto que vamos a recubrir (clip), evitando que la pinza entre en contacto con la disolución de sulfato de cobre.
- Se conecta al amperímetro (toma mA) el cable unido al polo positivo de la pila. El selector de medidas del amperímetro debe situarse en la posición 200 mA (de corriente continua).
- Se pone a cero el cronómetro o reloj.
- Se conecta un tercer cable, por su extremo acabado en pinza, a la lámina de cobre. Cuando este cable se conecte al amperímetro quedará cerrado el circuito por tanto hay que estar muy atentos para poner en marcha el cronómetro.
- Se conecta este tercer cable al amperímetro (toma COM) e inmediatamente se pone en marcha el cronómetro, anotando el valor de la intensidad de corriente que circula en ese momento en el cuadro de “resultados” (I 0 ).
- Se deja que se produzca la electrodeposición durante 2.6 horas, anotando el valor de la intensidad de corriente que circula a los 1.3 horas (l1.3) y al final del proceso (l2.6).
- Una vez transcurridos 2.6 horas (anotad el tiempo exactamente transcurrido expresándolo en segundos) se abre el circuito desconectando cualquiera de los cables, para que deje de circular la corriente (el cronómetro apagado no significa que la corriente deja de pasar).
- Se sacan la lámina de cobre y el clip, lavándolos con un poco de agua bajo el grifo para eliminar el sulfato de cobre. Observad el aspecto de ambos. Se secan con un trozo de papel con cuidado de no rascar el cobre depositado en el clip.
- Se pesan en la misma balanza que al principio y se anotan las masas en el cuadro de “resultados”.
12. PROCEDIMIENTO DE CALCULOS Y RESULTADOS 12.1 Calcular la carga eléctrica promedio generada. Q, en coulombios.
Q = I × t
Donde; I = Intensidad de corriente expresada en amperios. Promedio de las 3 lecturas. t = Tiempo que dura la electrodeposición en segundos. Promedio de las 3 lecturas.
Nombre de la práctica: ELECTRODEPOSICIÓN DE COBRE Práctica No. 3 Materia: ANÁLISIS INSTRUMENTAL II Alumno: SALDAÑA VANONI JESSICA JUDITH. No. Control:
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Química Industrial
Gravimétrica menos eléctrica 0.4861g-0.0102g = 0.4759 g Moles gravimétricos n = m/PM= 0.0102g/63.55 g/mol n= 0.000160503 moles **NOTA: NO CUMPLE CON LA LEY DE FARADAY.
CUESTIONARIO** 13.1 Cantidad de moles de electrones que han circulado durante la electrodeposición.
0 153 mol. 13.2 Cantidad de moles de cobre dispuestos en el catado de zinc. 0.00016 moles. 13.3 Diferencia de moles de electrones que han circulado y moles de cobre dispuestos en el cátodo de zinc. 0.0153mol – 0.00016 mol= 0.01514 moles 13.4 Cantidad de masa de cobre depositada en el cátodo de zinc. 0.0102 g. 13.5 Diferencia de masa de cobre, entre la calculada por corriente y gravimétricamente. 0.4759 g. 13.6 Porcentaje de error obtenido en la electrodeposición. %𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = (
13.7 Voltaje ocupado para generar la electrodeposición. 9V 13.8 Se cumplió la ley de Faraday en la práctica? No se cumplió. 15. REFERENCIAS https://es.slideshare.net/mobile/telmita69/unidadesqumicasdeconcentracin http://fisicayquim.blogspot.com/2015/02/practica- 3 - preparacion-de-disoluciones.html?m= https://www.scribd.com/doc/45342890/Preparacion-de-Sulfato-de-cobre https://www.academia.edu/34392411/PRACTICA_DE_LABORATORIO_Electrodepositaci %C3%B3n_OBJETIVO https://es.emew.com/aplicaciones-de-la-electrodeposicion-del- cobre/#:~:text=La%20electrodeposici%C3%B3n%20del%20cobre%20es,tambi%C3%A9n %20conocido%20como%20'c%C3%A1todo'.
