Electrogravimetría

ElectrogravimetríaRuiz Dominguez, Iñaki 1. Definicion de electrolisis Proceso por el que se utiliza el paso de la corriente eléctrica a través de una disolución o de un electrolito fundido para producir una reacción redox no espontánea Transforma Energía eléctrica → Energía química La electrolisis tiene lugar en las cubas electrolíticas * Una cuba electrolítica es un recipiente que contiene un electrolito en el que se sumergen dos electrodos: el ánodo que se conecta al polo + de la batería y el cátodo que se conecta al polo – Cuando se conecta la batería en los electrodos tienen lugar semirreacciones redox análogas a las de las celdas galvánicas ; en el ánodo se produce la oxidación y en el cátodo la reducción Para que se produzca la electrolisis: ● Establecer una diferencia de potencial entre sus electrodos que sea como mínimo igual a la fuerza electromotriz de la pila que funcionase con los mismos iones y procesos inversos Setting instrumental . Electrolisis del agua La reacción de descomposición del agua no es espontánea: para que se produzca es necesario un aporte de energía. Esta energía suministrada mediante la electrolisis. pero como el agua pura tiene una conductividad muy baja es necesario añadir un poco de ácido sulfúrico o de hidróxido sódico para que el agua sea lo suficientemente conductora. La reacción sería .2. 36 V = – 4.07 V se podrá descomponer el NaCl en sus elementos: Na y Cl2.): 2 Na+(aq) + 2e– → 2 Na (s) Oxid.3. .07 V El valor negativo de Epila reafirma que la reacción no es espontánea.. (cát. la reacción contraria será no espontánea: 2 NaCl →2 Na + Cl2 Red.71 V – 1.Electrolisis del NaCl fundido 2 Na + Cl2 → 2 NaCl → Espontánea → E(Cl2/2Cl–) > E(Na+/Na) Lógicamente. (ánodo): 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e– Epila = Ecatodo – Eánodo = – 2. Pero suministrando un voltaje superior a 4. 4. Existen dos posibles semirreacciones de oxidación: de donde se deduce que en el ánodo deberían oxidarse antes las moléculas de agua. Na+ y H2O. debido a la sobretensión en el agua. Electrolisis del cloruro de sodio en disolución acuosa En este caso tenemos Cl-. se oxidan los iones ClLas dos semirreaciones de reducción son: en el cátodo se reducen antes las moléculas de agua. sin embargo. . 5. LEYES DE FARADAY: Faraday dedujo dos leyes: ● La cantidad de sustancia que se oxida o se reduce en los electrodos de una cuba electrolítica es proporcional a la cantidad de electricidad que la atraviesa ● La cantidad de electricidad necesaria para liberar un equivalente de cualquier sustancia en una cuba electrolítica es de 96500 Culombios o 96500 Amper/s //mol . Galvanoplastia y Electrodeposición: Proceso de recubrir un objeto metálico con una capa fina de otro metal diferente. Electrodeposición de Ag. .7. © Editorial ECIR.Purificación electrolítica de diversos metales o afino electrolítico Electrorrefinado del Cu. Química 2º Bachillerato. . 8.A) • Un problema muy importante: • Oxid. © Ed. Química 2º . Santillana. (ánodo): Fe (s) → Fe2+(aq) + 2e– • Red. Corrosión de metales (hierro M. (cátodo): O2(g) + 4 H+(aq) + 4e– → 2 H2O(l) • En una segunda fase el Fe2+ se oxida a Fe3+ : 4 Fe2+(aq) + O2(g) + 4 H2O(l) → 2 Fe2O3(s) + 8 H+(aq) Gota de agua corroyendo una superficie de hierro. © Grupo ANAYA S. Química 2º. ya que que quien se oxida es el Mg por él. . Tubería protegida por un ánodo de Magnesio.9. • Consiste en soldar a la tubería de hierro a un ánodo sacrifical de Mg que forma una pila con el Fe y evita que éste se oxide. Protección catódica.A. • Sirve para prevenir la corrosión. la cual se deposita cuantitativamente en los electrodos de la celda electrolítica. Introducción a la electrogravimetría: ⦿ Esta basado en el fenómeno de la electrolisis ⦿ Consiste en electrolizar una solución de la muestra que se va a analizar.10. el potencial de la celda ya no es simplemente la diferencia entre los potenciales de los electrodos: el cátodo y el ánodo (o potencial termodinámico). ⦿ En la práctica. la diferencia de masa producida por el material depositado conduce al resultado final. ⦿ Esta electrólisis se realiza usando electrodos de gran superficie en soluciones bien agitadas hasta una deposición completa. ⦿ Cuando pasa corriente en una celda electroquímica. se pesa antes y después de la electrólisis. el electrodo sobre el que se deposita la especie electroactiva. . es proporcional a la cantidad de electricidad que pasa a través del electrolito”. . La primera ley de Faraday dice: “la masa de cualquier sustancia. La segunda ley nos dice: “las masas de diferentes sustancias depositadas o disueltas en un electrodo por un mismo número de culombios son proporcionales a sus pesos equivalentes”.La electrólisis está regida cuantitativamente por las leyes de Faraday y por las reacciones en los electrodos. depositada o disuelta en el electrodo. 2. Electrogravimetría sin control de potencial: 11.1. Electrogravimetria de Potencial controlado: .11. Tipos 11. En estos procedimientos: El potencial aplicado a través de la celda se mantiene constante durante la electrolisis. . Tipos de electrogravimetrías: 11.11. ELECTROGRAVIMETRIA SIN CONTROL DE POTENCIAL Los procedimientos electrolíticos en los cuales no se intenta controlar el potencial del electrodo de trabajo hacen uso de un equipo sencillo y barato que requieren poca atención del operador.1. Los principios que se analizan se pueden extender a un electrodo de trabajo anódico donde se formen depósitos no metálicos. .2. ELECTROGRAVIMETRIA DE POTENCIAL CONTROLADO: El electrodo de trabajo es un cátodo donde el analito se deposita como metal.11.1. ELECTROGRAVIMETRÍAA DE POTENCIAL CONTROLADO: 11. 2.2. .2.Depósitos anódicos: Tales como la determinación de Br.⦿ 11.por formación de AgBr y de Mn2+ por formación de MnO2. 12.3. La electrólisis de potencial de celda constante se limita a la separación de cationes que se reducen fácilmente de aquellos que son más difíciles de reducir que el ion hidrogeno o el ion nitrato. .Aplicaciones 12. Aplicación de los métodos electrogravimétricos. 12.1.2 Se utiliza industrialmente para obtener metales a partir de sales de dichos metales utilizando la electricidad como fuente de energía. 3.12. Aplicaciones tipicas de los metodos electrogravimetricos sin control de potencial: . 4. Aplicaciones de los métodos de Potencial Controlado: El método de potencial catódico controlado es una poderosa herramienta para separar y determinar especies metálicas que tengan potenciales estándar que difieren en solo unas decimas de voltio. plomo. para la determinación de cobre. por ejemplo. bismuto. Este método se puede aplicar.12. . zinc y estaño en mezclas. . La estatuilla se realiza rellenando a mano un molde de acero con titanio. . cobre y antimonio. tales como: parachoques de camión recubiertos de cromo. una aleación de estaño. Cada Oscar mide 13. la cual adhiere bien el oro. que a menudo consiste en recubrimientos de plata. Posteriormente la estatuilla recibe un enchapado de plata.5.12. y joyería recubierta de metales preciosos por galvanoplastia (electrodepósitos).5 libras. la estatuilla se recubre con oro de 24 quilates mediante electrodeposición y se le proporciona un acabado con laca secada al horno. sin reducir la base y pesa 8. platería. Aplicaciones en la Industria: ⦿ ⦿ ⦿ Se emplea abundantemente con fines comerciales para dotar de atractivos recubrimientos de metal a diversos objetos.5 pulgadas de alto. La cantidad de oro depositada sobre el Oscar se podría determinar pesando la estatuilla antes y después del paso de electrólisis. Otro ejemplo de un objeto revestido por este método es el Oscar que se observa en la fotografía y que se les otorga a los laureados con los premios de la academia. A continuación la figura es electrodepositada con cobre y se le aplica un recubrimiento electrolítico con níquel para sellar los poros con metal. Después de pulirla. xH2O) que se forma al tratar la muestra con ácido nítrico (HNO3).+ 6H+ + 5NH2-CO-NH2 8N2 (g) + 5CO2 (g) + 13H2O Una vez que se produce iones nitrato. el cobre se deposita cuantitativamente de la solución. Primero hay que eliminar por filtración el óxido de estaño hidratado (SnO2. el cobre se deposita parcialmente en el cátodo. por lo que es necesario eliminar el exceso de nitrato después de que todo el dióxido de plomo (PbO2) se halla depositado. . El dióxido de plomo (PbO2) se deposita cuantitativamente en el ánodo de una solución que contiene una alta concentración de iones nitrato. En estas condiciones.13. Para esto se añade urea (NH2CO-NH2): 6NO3.Análisis electrogravimétrico de Cu y Pb (en bronce) ⦿ El fundamento de este método radica en depositar el cobre metálico en el cátodo y el plomo (como dióxido de plomo PbO2) en el ánodo. Para el Cu . Cálculos adicionales . ⦿ Electrólisis y resultados . Procedimiento: ⦿ Preparación de los electrodos.14. ⦿ Preparación de las muestras. . Procedimiento: Preparación de electrodos: Preparación de la muestra: Desengrasar la muestra y pesar exactamente cantidad necesaria. ⦿ Añadir más reactivos concentrados necesarios. ⦿ Añadir reactivos necesarios. ⦿ Introducirla en un vaso de precipitado a cierto volumen. ⦿ Diluir con H2O destilada.1.14. Procedimiento: ⦿ Colocar vaso en soporte del electroanalizador y se introducen los electrodos dejando 1 cm de malla de Pt sin sumergir. En caso positivo se repite la operación. . ⦿ Se continua la electrólisis.5. se agrega más agua para llevar el nivel de la disolución por encima de la parte no cubierta del electrodo de trabajo y se observa si sobre él se realiza alguna nueva deposición durante cinco minutos. ⦿ Se pone en marcha el agitador magnético y se conectan los electrodos a la diferencia de potencial adecuada (en el electrodo de trabajo nunca deben desprenderse burbujas de H2). secándose a continuación en una estufa a 110 °C durante cuatro minutos. . Se enfría en un desecador y se pesa. ⦿ Se anotarán los resultados inmediatamente: Después de concluida cada experiencia se cuantifica la variación de masa en el cátodo. para luego determinar el porcentaje de recuperación de cobre y el porcentaje de níquel presente en la solución problema Este procedimiento es empleado a niveles industriales debido a la facilidad de su aplicación y al alto rendimiento de recuperación de metales que se obtiene. Procedimiento electrolitico y resultados: Una vez concluida la deposición. ya que en este se depositan los metales. se baja el vaso sin interrumpir el paso de corriente y simultáneamente se lava el electrodo con agua destilada y etanol.9. 9. Procedimiento electrolitico y resultados: . Procedimiento electrolitico y resultados: .9. Procedimiento electrolitico y resultados: .9. ..doc .com/2013/05/13/tecnica s-electroanaliticas-electrogravimetria-cu lombimetria-voltamperometria-conductimetr ia/ ww.Webgrafía: http://triplenlace./electrogra vimetria.ugr.es/~decacien/Planes/Quimica/.