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.