1314 piladaniell

Science and Technology Department
Nom i cognoms_________________________________________________
Data ________________ Curs _______________ Qualificació ___________
PRÀCTIQUES QUÍMICA 2
PRÀCTICA 5. APLICACIONS DE LES REACCIONS REDOX
EXPERIMENT 1. DETERMINACIÓ DE LA fem D’UNA PILA DANIELL
Objectiu
Muntatge d’una pila Daniell i mesura de la seva fem.
Material
- Voltímetre.
- Cables de connexió amb pinces de cocodril.
- Vasos de precipitats de 100 cm3.
- Dissolució de CuSO4 1 M.
- Dissolució de ZnSO4 1 M.
- Dissolució saturada de NaCl.
- Làmina de Zinc.
- Làmina de Coure.
- Tub de plàstic- Cotó o llana de vidre.
Procediment
Preparació de dissolucions
- Prepareu 100 cm3 d’una dissolució 1 M de CuSO4.
- Prepareu 100 cm3 d’una dissolució 1 M de ZnSO4.
- Prepareu una dissolució saturada de NaCl. (solubilitat del NaCl a 25 ºC 35,9 g
NaCl/100 mL d’aigua).
Muntatge de la pila
- Netegeu les làmines de coure i zinc amb alcohol per tal que no hi quedin
rastres de greix.
- Aboqueu la dissolució de CuSO4 en un vas de precipitats i submergiu-hi la
làmina de coure. Això constitueix la semipila de coure.
- Aboqueu la dissolució de ZnSO4 en un vas de precipitats i submergiu-hi la
làmina de zinc. Això constitueix la semipila de zinc.
- Per preparar el pont salí:
 Agafeu un tub de plàstic i tapeu-lo amb cotó fluix per un
extrem.
Science and Technology Department
 Amb ajuda d’una pipeta, ompliu el tub amb la dissolució
saturada de NaCl i tapeu-ne l’altre extrem també amb cotó
fluix.
- Col·loqueu el pont salí entre els dos vasos de precipitats de manera que cada
extrem estigui submergit en una dissolució diferent.
- Connecteu els cables conductors amb la làmina de zinc i la de coure.
- connecteu els fils conductors a la terminal del voltímetre, tenint en compte que
el zinc és l’ànode (-) i el coure, el càtode (+).
Anàlisi de resultats
- Escriviu les semiequacions corresponents al procés.
- Escriviu la notació d’aquesta pila.
- Calculeu la fem teòrica d’aquesta pila i compareu-la amb l’experimental.
- Dibuixeu el muntatge experimental que heu realitzat.
- Anoteu els càlculs realitzats per la preparació de les dues dissolucions 1 M de
CuSO4 i ZnSO4 i expliqueu el procediment emprat al laboratori tot subratllant el
material emprat.
- Anoteu els càlculs realitzats per la preparació de la dissolució saturada de
NaCl i el procediment de laboratori emprat.
EXPERIMENT 2. LA BATERIA D’HIDROGEN
Objectiu:
- Construir una senzilla pila de combustible.
- Evidenciar que es tracta d’un generador d’electricitat.
Material:
- Vas de plàstic.
- Paper de filtre.
- Dos fregalls d’acer inoxidable.
- Cables de connexió.
- Bombeta de 2,5 V.
- Motor DC 0,5 V.
- Sulfat de sodi.
- Pila de 4,5 V.
Introducció.
Primer realitzarem l’electròlisi de l’aigua (procés no espontani) utilitzant
un generador de corrent (pila de 4,5 V) per obtenir H 2 i O2 que quedaran
adsorbits en els filaments dels fregalls.
A continuació deixarem que H2 i O2 reaccionin espontàniament produint
electricitat, com ho fan a les piles de combustible. Per evidenciar-ho encendrem
una bombeta o farem funcionar un petit motoret.
Procediment
Posarem dins d’un vas de plàstic dos fregalls d’acer inoxidable separats
per un paper de filtre.(al menys unes quatre làmines). Cal evitar que es toquin
Science and Technology Department
els dos fregalls. Damunt dels fregalls hi posarem una cullerada de sulfat de
sodi. Afegirem aigua fins que gairebé cobreixi els fregalls. Amb els cables
connectarem a la pila i esperarem.
S’està produint l’electròlisi de l’aigua. El sulfat de sodi només serveix
com a electrolit però no intervé per res en la reacció. Es tracta d’un procés
completament forçat pels electrons que surten de la pila. Procés no
espontani.
En el born negatiu es forma gas hidrogen que queda parcialment
adsorbit en el fregall d’acer.
En el born positiu es forma oxigen gas que també queda adsorbit en part
en l’altre fregall d’acer.
Escriu la reacció que ocorre al born negatiu i la reacció que ocorre al
born positiu:
*
*
Deixarem que es faci aquest procés durant aproximadament un o dos
minuts. A continuació desconnectarem la pila i connectarem en el seu lloc la
bombeta: veurem que s’encén una mica. Retirarem la bombeta i connectarem
el motor. El motor funciona. S’ha produït una reacció espontània de
transferència d’electrons. L’aparell s’ha convertit en una pila. És l’anomenada
“pila de combustible”.
Ara les reaccions que ocorren al procés espontani seran diferents.
Ara al born negatiu l’hidrogen molecular dóna electrons. Ara al born positiu
l’oxigen capta aquests electrons.
Escriu la reacció que ocorre al born negatiu. Escriu la reacció que ocorre al
born positiu.
El resultat final és l’obtenció d’aigua (H2O).
*
*
Questions
- Fes un dibuix esquemàtic del funcionament d’una pila de combustible.
Science and Technology Department
EXPERIMENT 3. ELECTRÒLISI D’UNA DISSOLUCIÓ DE NaCl
Fes un dibuix del muntatge experimental emprat, escriu les reaccions que
ocorren a cada elèctrode, anomena els electrodes i llurs polaritats.
1. Per què no és possible obtenir Na a partir de l’electròlisi d’una dissolució de
salmorra?
2. Com es produeix el lleixiu a partir d’una dissolució de salmorra? Escriu les
reaccions que tenen lloc en aquest procés.
Science and Technology Department
EXPERIMENT 4. ELECTRÒLISI DE L’AIGUA
Dibuixa el Voltàmetre de Hofmann i escriu les reaccions que ocorren a cada un
dels elèctrodes i la seva polaritat. Anota el volum recollit de cada un dels gasos
obtinguts i explica el per què d’aquest resultat.