Practica 1. POTENCIALES TERMODINMICOS

Laboratorio de Equilibrio y cintica.

Grupo 1.

Alumna: Leyva Olvera Gabriela Yoselin

Fecha de entrega: 9-febrero-2015

Practica 1. POTENCIALES TERMODINMICOS.Objetivos: Que el alumno conozca la importancia de los potenciales termodinmicos, su interpretacin fsica y su aplicacin en una reaccin de xido-reduccin en una pila comercial.Propiedades fsicas Reactivos:Diseo experimental: Conectar una pila de Ag2O/Zn a un multmetro, colocar la pila dentro de un vaso de precipitado que contenga aceite de nujol con un termmetro para controlar la temperatura y este mismo vaso colocarlo en una tina con agua que tendr inicialmente una temperatura de 10 C, medir el potencial elctrico, aumentar 5C y medir temperatura nuevamente, seguir el mismo procedimiento hasta alcanzar una temperatura de 40C.

SUSTANCIAFORMULACARACTERISTICAS

AguaH2ODatos fisicoqumicos: Punto de ebullicin: 100C Punto de fusin: 0C Presin de vapor: (20C) 23 hPa Densidad (20/4): 1,00Manejo y seguridad:---------Uso en: alimentos, cosmtica, farmacia, etc.Costo: 1L $10

Aceite de nujolAceite mineral o vaselina.Datos fisicoqumicos: Aspecto: Lquido viscoso Color: Incoloro Olor: Inodoro Densidad (20/4): 0.82Manejo y seguridad: No inhalar el vapor. Evitar el contacto con los ojos, la piel o la ropa. Evitar la exposicin prolongada o repetida.Uso en: El uso ms comn para el aceite mineral es remover el maquillaje.Costo: 10 USD/ L

Ag2OOxido de plataDatos fisicoqumicos: Estado fsico a 20 C : Slido. Color : Marrn oscuro. Olor : Inodoro. Umbral olfativo : Sin datos disponibles. Valor de pH : No aplica. Punto de fusin [C] : 200 Punto de decomposicin [C] : Sin datos disponibles. Temperatura crtica [C] : No aplica. Temperatura de auto-inflamacin [C] : Sin datos disponibles. Inflamabilidad : Sin datos disponibles. Punto de inflamacin [C] : No aplica. Punto de ebullicin inicial [C] : No aplica. Punto de ebullicin final [C] : No aplica. Tasa de evaporacin : No aplica. Presin de vapor [20C] : Sin datos disponibles. Densidad de vapor : Sin datos disponibles. Densidad [g/cm3] : 7.2 (20 C)Manejo y seguridad: Mantngase alejado de fuentes de calor, chispas, llama abierta o superficies calientes. No fumar. Llevar prendas ignfugas o resistentes al fuego o las llamas. Llevar guantes, prendas, gafas y mscara de proteccin.Uso en: Comercialmente, el xido de plata se usa en las bateras de xido de plata. En qumica orgnica es usado como un leve agente oxidante.Costo:--

Zn Zinc Datos fisicoqumicos: Peso especifico 7,14 Punto de fusin 419 C Punto de ebullicin 907 C Punto de inflamacin 540 C Esttico Punto de inflamacin 690 C En nubeManejo y seguridad: Generalmente el producto no es peligroso, pero en contacto con los ojos (irritante), la inhalacin tambin puede causar irritacinUso en: Aleaciones (latn, bronce y aleaciones para moldes en concha), hierro galvanizado y otros metales, galvanizado, emulsionante de metales, piezas de automvil, bateras de pila seca, fungicidas, nutricin (elemento esencial del crecimiento), tejados, acanalados, planchas de litografa, envoltura de cables, tubos para rganos. Para obtener sales y otros compuestos de zinc, agente reductor, agente precipitante, purificador, catalizador, pinturas resistentes a la corrosin pirotecnia, eliminacin de herrumbre, compuestos para limpieza de tuberas, para producir efectos decorativos.Costo: U$S 2149.50 por tonelada

Cuestionario Previo 1) Qu es una reaccin xido-reduccin? Son aquellas donde hay movimiento de electrones desde una sustancia que cede electrones (reductor) a una sustancia que capta electrones (oxidante). En donde la energa liberada por una reaccin espontnea se convierte en electricidad o dnde la energa elctrica se aprovecha para inducir una reaccin qumica no espontnea.2) Qu es una pila y cul es el principio de su funcionamiento?es un dispositivo que convierte laenerga qumicaen elctrica. Todas las pilas estn formadas por un electrolito (que puede ser lquido, solid o pastoso), un electrodo positivo y otro negativo. El electrolito es un conductor inico; mientras que un electrodo genera electrones y el otro los acepta. Al conectar los electrodos al circuito que se quiere alimentar, se produce una corriente elctrica. Las pilas se dividen en primarias o voltaicas, en las que la reaccin qumica no se puede invertir (no recargables) y secundarias o acumuladores, en las cuales la reaccin es reversible y se puede llevar a su estado original (recargables), pasando una corriente elctrica a travs del circuito en sentido opuesto al flujo de electrones normal de la pila.3) Investigar qu es una pila de xido de plata-zinc, cul es la reaccin de xido-reduccin que se lleva a cabo en ella y las aplicaciones de este tipo de pilas. El zinc es el activador en el electrodo negativo y se corroe en solucin alcalina, la corrosin de zinc provoca la electrlisis en el electrolito, lo que resulta en la produccin de gas de hidrgeno y un aumento de la presin interna de la batera; la cual utiliza la composicin del electrodo opuesto (el ctodo est hecho de plata pura, mientras que el nodo est hecho de una mezcla de xido de zinc y polvos de zinc puro).Durante el proceso de carga, la plata se oxida primero en xido de plata: 2Ag + 2OH -> Ag2O + H2O + 2e-y luego a xido de plata: Ag + 2OH -> AgO + H2O + 2e-mientras que el xido de zinc se reduce a metlico de zinc:2Zn2 + 4e-= 2Zn + 4OH-.Este proceso contina hasta que el potencial de la pila llega al nivel en el que es posible la electrlisis del hidrxido a aproximadamente 1,55 V.

4) Qu es el potencial elctrico?El potencial (V) en un punto situado a una distancia (r) de una carga (Q) es igual al trabajo por unidad de carga realizado contra las fuerzaselctricas para transportar una carga positiva (+q) desde el infinito hasta dicho punto.5) Qu es el trabajo elctrico?La diferencia de potencial entre dos puntos es el trabajo por unidad de carga positiva que realizan fuerzas elctricas para mover una pequea carga de prueba desde el punto de mayor potencial al punto de menor potencial.6) Escribir la ecuacin que relaciona al trabajo elctrico con el potencial elctrico para una reaccin de xido-reduccin.W= - nFE7) Explicar la interpretacin fsica de G cuando un proceso se lleva acabo a presin y temperaturas constantes.Nos marca la tendencia a la espontaneidad de un proceso, adems de medir la cantidad mxima de trabajo que puede ser hecho por un proceso desde una situacin de no equilibrio a una de equilibrio.Si G < 0 proceso espontneoSi G = 0 equilibrio termodinamicoSi G > 0 proceso no espontneo8) Investigar la interpretacin fsica de H y S cuando un proceso se lleva acabo a presin constante.Si H = QpSi H > 0 proceso endotrmicoSi H < 0 proceso exotrmicoSi S > 0 aumento # microestadosSi S < 0 disminucin #microestados9) Cul es la ecuacin que relaciona G con H y S a temperatura constante?G= H - TS10)Explicar el criterio de espontaneidad y equilibrio asociado con G a temperatura y presin constantes.Para un proceso a temperatura y presin constante el signo de G depende de los cambios en los signos de la entalpa y la entropa ascomo de la temperatura absoluta, a partir de ello se puede establecer los criterios de espontaneidad:* Cuando G0, el proceso o reaccin qumica ocurre espontneamente en la direccin inversa a como est dada.* Cuando G=0, el proceso se encuentra en equilibrio, sin que tome lugar un cambio neto.11) Mencionar cules son los factores que afectan el signo de G en la ecuacin que relaciona a G con H y S a temperatura y presin constante.El signo de G nos indica la espontaneidad de la reaccinG0 Reaccin No-espontneaG=0 Sistema est en equilibrioH S G Espontaneidad del Proceso- + Siempre negativo Siempre espontneo+ - Siempre positivo Nunca espontneo- - Neg. a temperatura baja Pos. a temperatura alta Espontnea a temp. baja No espontnea a temp. alta+ + Pos. a temperatura baja Neg. a temperatura alta No espontnea a temp. baja Espontnea a temp. alta

Bibliografa:* Chang, fisicoqumica , tercera edicin, McGraw Hill, Mxico, 2007 pg. 165-170 , 356, 357* Chang, Qumica , novena edicin, McGraw Hill, Mxico, 2007 pg. 131-140 , 796-800* http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/oxido_reduccion.htm 07/02/2015