INGENIERIA INDUSTRIAL

UNIVERSIDAD CATLICA SANTA MARIA Determinacin experimental de la carga elctrica elemental_________________________________________________________________________________________________

INGENIERIA CIVIL LABORATORIO DE FISICA II PRCTICA 2: DETERMINACION EXPERIMENTAL DE LA CARGA ELECTRICA ELEMENTALINFORME: DETERMINACION DE LA CARGA ELECTRICA ELEMENTAL07-04-2015I. OBJETIVOS

Determinar experimentalmente la carga elctrica elemental usando el proceso de electrolisis.

II. FUNDAMENTOS TEORICOS

La electrlisis es un mtodo de separacin de los elementos que forman un compuesto aplicando electricidad

El proceso de electrolisis consiste en lo siguiente. Se disuelve una sustancia en un determinado disolvente, con el fin de que los iones que constituyen dicha sustancia estn presentes en la disolucin. Se coloca dos placas de cobre (electrodos) dentro de la solucin y se aplica una corriente elctrica. El electrodo conectado al polo negativo se conoce como ctodo y el conectado al polo positivo como nodo. Cada electrodo atrae a los iones de carga opuesta. As, los iones positivos, o cationes, son atrados al ctodo, mientras que los iones negativos, o aniones, se desplazan hacia el nodo. La energa necesaria para separar a los iones e incrementar su concentracin en los electrodos, proviene de una fuente de potencia elctrica que mantiene la diferencia de potencial en los electrodos.

La masa total depositada sobre el ctodo est compuesta por iones de Cu que trasladan una carga equivalente a 2.e (el cobre posee valencia +2) cada uno:Obtenido de http://enciclopedia.us.es/index.php/Electr%C3%B3lisis

(1)Donde: e es la carga elctrica elemental; I es la intensidad de corriente elctrica; t es tiempo que dura el proceso, Matomica es la masa atmica de Cu = 63,54 g/mol; m = mf -mi ,es la masa deposita en el ctodo; NA = 6,023x1023 tomos/mol, es el numero de Avogadro;

III. CUESTIONARIO PREVIO.

1. a que se denomina ion?

2. Explique brevemente el fenmeno de electrolisis

3. Que es una solucin electrolisis?4. Indique las aplicaciones de la electrolisis

IV. MATERIALES Y ESQUEMA

Electrodos de cobre Resistencia variable (restato) Cronometro Un Ampermetro

Fuente DC Cables de conexin Pinzas cocodrilo Vaso de 1000ml Balanza Calibre Solucin de sulfato de cobre (CuSO4) Papel lijar

Interruptor (S)

Figura 1. Equipo experimental para carga elctrica elemental.V.- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

NOTA: No encienda el equipo hasta que el profesor revise las conexiones elctricas.

1. Limpie con lija las superficies de las lminas de cobre, enjuague con agua, y evite tocar la superficie de las lminas con los dedos. Seque las laminas

2. Mida la masa de cada una de las lminas con la balanza de precisin. Registre los valores en la tabla correspondiente.

3. Arme el equipo como se muestra en figura 1. Las placas de bronce, nodo ctodo, deben estar separas aproximadamente 2cm. Conecte un cable con cocodrilo al ctodo y el otro extremo al restato. El otro extremo del restato se conecta a la salida negativa de la Fuente. La salida positiva de la fuente se conecta al positivo del ampermetro, la otra salida del ampermetro se conecta al nodo.4. Verter la solucin de Sulfato de cobre a la cubeta de vidrio, con mucho cuidado. Procure que el sulfato de Cobre cubra la mayor cantidad de rea de las placas de cobre.5. Despus de que el profesor a revisad las conexiones, conecte la fuente y regular el voltaje hasta conseguir que el multimetro registre una corriente de 1A. Registre el tiempo y espere 25 a 30 minutos. Controle la Intensidad de corriente, tal que se mantenga en 1 A. 6. Despus de transcurrido los 25 minutos, apagar la fuente. Seque los electrodos, procure no tocar con los dedos las superficies del las placas de cobre. Para secara puede usar una secadora elctrica. Identifique las placas de cobre que corresponden al nado y al ctodo.

7. Una vez que estn secas las placas de cobre proceda a medir la masa de cada una de las lminas y registre ambos valores en la tabla correspondiente.

8. Usando el vernier mida el rea de las lminas correspondiente al rea sumergida en el sulfato de cobre y registre los daos en las tablas correspondientes.9. Una vez culminado el experimento vierta el sulfato de cobre en la botella y deje bien limpio y seco todos los equipos.VI.- ANALISIS DE DATOS

1. Calcule el area sumergida de cada electrodo2. Calcule la variacin de ll masa de cada electrodo m = mf -mi3. Calcule el valor de e, utilizando la ecucion 14. Calcule el error en el valor de e : e5. Exprese el resultado experimental, segn e = e e (C)6. Calcule el espesor de cobre acumulado en el ctodo.Tabla 1ELECTRODOSCATODOANODO

Masa inicial : mi (g)103.4 97.3

Tiempo : t (s)15001500

Masa final : mf (g)10496.8

m = mf -mi0.60.5

rea de superficie sumergida en sustancia: A (cm2)8.6338.060

e e (C)+ 1.31 x 10 ^-9- 1.31 x 10 ^-9

VII. COMPARACIN Y EVALUACIN EXPERIMENTAL 1. Compare el valor de e experimental con el valor bibliogrfico, indicando la fuente bibliogrfica VIII. CONCLUSIONES. 1. Seale las conclusiones que usted extrae de la experiencia realizada tomando en cuenta el desarrollo experimental y los objetivos planteados. IX. CUESTIONARIO FINAL1. Explique qu reacciones suceden en el clculo en el ctodo y en el nodo 2. La electrolisis proporciona una clave para la cuantizacion de la carga elctrica? explique 3. Cul es la diferencia entre catin y anin? Consulte un libro de qumica

4. De acuerdo con la experiencia explique el funcionamiento de una pila primaria (pila seca).

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