7/21/2019 Termodinamica de Celdas Electroquimicas
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TERMODINÁMICA DECELDAS ELECTROQUÍMICAS
TRABAJO PRÁCTICO:
OBJETIVO DEL EXPERIMENTO
Medir la fuerza electromotriz de una celda electroquímica a diferentes temperaturas y evaluar
los cambios de energía de Gibbs, entropía y entalpía para la reacción química que ocurre en la
celda, de acuerdo a la siguiente reacción:
Zn(Hg) + PbSO4(s) = ZnSO4(0.02 m) + Pb(Hg)
INTRODUCCIÓN
Cuando una celda electroquímica funciona reversiblemente a presión y temperatura constante
la variación de energía de Gibbs para la reacción que ocurre en la celda es:
G = -nF (Ec. 1)
Dado que:
P T
G
= -S (Ec. 2)
A partir de Ec. 1 se obtiene:
S = nF
P T
(Ec. 3)
Luego, las medidas de la fem a varias temperaturas, permiten calcular G y S. Además, es
posible calcular H para la reacción de la celda mediante la siguiente ecuación:
G = H - TS (Ec. 4)
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TERMODINÁMICA DECELDAS ELECTROQUÍMICAS
MATERIALES Y REACTIVOS:
Xplorer GLX Pasco
Sonda de voltaje
Celda química sin transporte
(Ver figura 1.)
La preparación de la celada puede ser consultada en: Daniels, Mathews y Williams. Prácticas
de Química Física”, 4ta. Ed., pág. 212-214 y se representa por:
Zn(Hg)/ZnSO4(0.02 m)//PbSO4(s)/Pb(Hg)
Figura 1. Esquema celda química.
NOTA 1 LEER
Apéndice 7: Medición de fuerza
electromotriz.
Apéndice 4: Control de temperatura.
Guía resumida de manejo de la Xplorer
GLX PASCO.
ZnSO4 0.02m
( - ) ( + )
Lana de
vidrio PbSO4
Amalgama de Pb al 6%Amalgama de Zn al 6% Pt
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PROCEDIMIENTO:
1. Conectar la sonda de voltaje al puerto
de voltaje de la unidad Xplorer GLXPASCO.
2.
Encender unidad Xplorer GLX PASCO.
3. Ajustar las cifras significativas a ±0.001
(V), seleccionando VOLTAJE, DATA
PROPERTIES y luego aumente el
NUMBER OF DIGITS a 3, OK.
4.
Colocar la celda en un baño de agua-hielo y esperar un tiempo suficiente
para alcanzar el equilibrio térmico.
Luego medir la f.e.m de la celda.
5. Colocar la celda en un baño
termostático a 20 °C. Una vezlogrado el equilibrio térmico medir la
f.e.m según instrucciones del docente.
Deben hacerse al menos 3 mediciones
que sean concordantes. Repetir el
mismo procedimiento a 30 y 40 °C.
TRATAMIENTO DE DATOS:
Construir un gráfico versus temperatura.
Ajustar la curva obtenida a un polinomio de grado 2 ó 3. Observe bien el número de
decimales con que calcula los coeficientes.
Calcular (/T)P a 25 °C a partir del polinomio obtenido.
Calcular la f.e.m. a 25 °C.
Calcular G, H y S para la reacción de la celda a 25 °C.
NOTA 2.Dejar el material limpio al finalizar.
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