105720712-PRACTICA-Nº8-ACUMULADORES-DE-PLOMO

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BATERAS DE PLOMO

PRCTICA N 8ACUMULADORES DE PLOMO.

I. OBJETIVOS-

Construir un acumulador de plomo.- Medir el voltaje de una celda usando el sensor de Voltaje.- Usar la celda para prender un foco.

II. PRINCIPIOS TERICOS

Celdas de Plomo.- Una celda galvnica de plomo est formada porun nodo de plomo y un ctodo de PbO2. El electrolito es unasolucin de H2SO4.

Reaccin andica: Pb(s) + SO42-(ac) PbSO4(s) + 2e-

Reaccin catdica: PbO2(s) + 4H+(ac) + SO42-(ac) + 2e- PbSO4(s) + 2H2O (l)

Dos o ms celdas hmedas o secas conectadas en serie hacen unabatera. Una batera de automvil es generalmente un acumuladorde plomo que contiene plomo y placas xido de de plomo en unasolucin de cido sulfrico. En este experimento, se va a construiruna celda de acumulador de plomo y se va a utilizar una fuente dealimentacin de corriente continua para cargarla tal como semuestra en la Figura 1. Se usar la computadora y el sensor de

voltaje para medir el voltaje de la celda (ver Figura 2), y luego usarla celda para prender un foco.

Fig. 1 Fig. 2

+

+

D.C. PowerSupply

red

black

Voltage Probe

Ecuacin de Nernst.- Explica como el potencial puede verseafectado por diferentes factores como concentraciones de las

UTP | Laboratorio de Qumica


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sustancias presentes y la temperatura. Denominada as en honor alcientfico alemn Walther Nernst, quien la formul.

Donde:E: Potencial estndar de celda.

T: Temperatura absoluta.R: Constante de los gases.n: Cantidad de moles de electrones que participan en la reaccin.Q: Cociente de la reaccin.

III. PARTE EXPERIMENTAL

a) Materiales:

Computadora. Interfaz computacional Vernier. Logger Pro. Sensor de voltaje Vernier. Fuente de corriente continua (transformador Output:

12V) Pinzas cocodrilo. Cronmetro. Foco de bajo voltaje. Cables para conexin. Vaso de precipitados.

b) Reactivos: Tiras de plomo cido sulfrico 0.1 M

c) Procedimiento:

1. Etiquetar dos tiras de plomo una con positivo (+) y otra con negativo(-). Doblar las tiras y colocarlas en un vaso de precipitados, como se muestraen la Figura nro. 1. Coloque una pinza cocodrilo a cada tira de plomo.

2. Aadir cido sulfrico 0.1M, al vaso de precipitados (sin llenarcompletamente el vaso). Maneje este cido fuerte concuidado.

3. Prepare el equipo para la recoleccin de datos abriendo elarchivo "29 bateras de plomo" de la carpeta Qumica conComputadores del Registrador Pro.

http://es.wikipedia.org/wiki/Walther_Nernsthttp://es.wikipedia.org/wiki/Walther_Nernst


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4. Carga de la celda utilizando la fuente de corriente continua:a. Una el polo (-) de la fuente (transformador) a la pinza en el

electrodo de Pb (-) como se muestra en la Figura 1.b. Una el polo (+) de la fuente (transformador) a la pinza en el

electrodo de Pb (+) para iniciar con el proceso de carga.c. El tiempo del proceso de carga y desconexin de la fuente lleva 4

minutos. Anote las observaciones durante el proceso de carga.ATENCIN: Asegrese de que las tiras de plomo no se toquen, mientrasque estn conectadas a la fuente.

5. Conecte el clip rojo del sensor de voltaje al cocodrilo sobre elelectrodo (+) (el clip negro todava no debe conectarse al electrodo(-) a travs de una pinza de cocodrilo). Lea el valor de voltaje queaparece en el medidor. Registre la lectura despus de que seestabilice.

6. Desconecte los cables de tensin negro y rojo de la

celda. Utilizar dos cables conductores a conectar la celda auna bombilla elctrica. Utilice un cronmetro para determinarel nmero de segundos que la celda cargada hace prender elfoco. Anote los resultados. La celda hasido descargada durante este proceso.

7. Conecte el cable de tensin rojo a la pinza en el electrodo (+)y el clip negro a la pinza en el electrodo (-). Medir la tensin dela celda descargada. Registre este valor.

8. Repita los pasos 4-8 con un tiempo de carga de 2 minutos.9. Observe los dos electrodos de plomo y anota tus

observaciones.10. Devuelva el H2SO4 al contenedor de " H2SO4 utilizado". Lavar y

secar el vaso y las tiras de plomo.

IV. TABLA DE DATOS:

Primera carga Segunda carga

Tensin despus de la

carga

________ V ________ V

Tiempo en el que elfoco permaneceencendido

________ s ________ s

Tensin luego de ladescarga

________ V ________ V

Potencial promedio de celda cargada V

Ecuacin



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E

nodo (-)_______________________________________________________ ________ V

Ctodo (+)________________________________________________________ ________ V

Reaccin neta

_________________________________________________________ ________ V

Porcentaje de error%

V. CUESTIONARIO:

1. A partir de los valores de tensin de la carga 1 y 2, calcular latensin media de la celda cuando est cargada.

2. Los carros generalmente tienen bateras de12 voltios. Cuntas celdas de almacenamiento de plomo,similar a la que se construy, contiene la batera decoche? Explique.

3. Utilizando una tabla de potenciales estndar de reduccin,escriba la ecuacin que ocurre en el nodo y el ctodo cuandola batera se descarga y se comporta como una celda voltaica(electroqumica). Escriba el valor del potencial estndar, E. ,en el espacio en blanco despus de la ecuacin. En el tercerrengln, escribir la ecuacin neta de la reaccin mediante lacombinacin de las dos semirreacciones anteriores. Encuentreel Etotal (o E celda) mediante la adicin de los valoresde E para las dos semirreacciones.

4. Encontrar el porcentaje de error para el potencial de la celdamediante la comparacin de su valor de tensin experimentalen el paso 1 del Tratamiento de datos con el valor de E totalaceptado en el paso 3.

5. Cul fue el gas que se produca en el electrodo (-) durante lacarga? Y Cul se produca en el electrodo (+)?

6. Explicar por qu la descarga de las bateras de los carros aveces se congelan y se rompen en un clima extremadamentefro. Sugerencia: Examinar la ecuacin para la reaccin global

en los datos y la tabla de clculos de abajo.



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7. Al cargar y descargar la batera en este experimento, quproceso fue electroltico y cul electroqumico(fotovoltaica)? Explique.

8. Cmo afecta la concentracin del cido en el valor delpotencial de la celda.


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