PILA DANIELL

INTRODUCCIÓN:



Las baterías, o pilas como nosotros las conocemos, tienen más de 200 años de existencia desde su primer modelo hasta los que conocemos ahora, como las pilas alcalinas, las pilas recargables, etc. Estas baterías son un dispositivo electroquímico que almacena energía en forma química, hasta que se conecta con un circuito eléctrico, y la energía química se transforma en energía eléctrica. Todas las baterías son similares a la hora de construirlas y están compuestas por un número de celdas electrolíticas. Cada una de estas celdas está compuesta de un electrodo positivo y otro negativo. Además, las dos celdas están conectadas por un puente salino.

El aspecto malo de la pila, es que los ácidos y los materiales que se utilizan para su construcción, contaminan el medio ambiente.




OBJETIVOS:



El principal objetivo de esta práctica, en el ámbito de clase, es afianzar los conceptos de oxidación, reducción y potencial redox.
También sirve para demostrar lo sencillo que es construir un pila casera, y que además, que las reacciones químicas producen energía y que esta energía es electricidad.

Podemos destacar de este experimento la iniciativa para buscar nuevas fuentes de energía alternas, para no depender, en caso de una crisis energética mayor, del combustible fósil, el petróleo.




MATERIALES:



Para la realización de esta práctica dispondremos del siguiente material del laboratorio:

        - Sulfato de cobre
        - Sulfato de zinc
        - 2 vasos de precipitados de 250 cm^3
        - Una bureta graduada
        -1 puente salino
        - 2 electrodos
        - Cable con pinzas
        - Multímetro digital
        - Balanza




FUNDAMENTOS:



Las reacciones redox son aquellas en las cuales tiene lugar la transferencia de electrones con la consiguiente variación en el número de oxidación de los elementos. Este tipo de reacciones constituyen la base de muchos procesos de interés biológico como son las inherentes o la fotosíntesis. Otros son de importancia industrial y han podido dar lugar a un gran desarrollo tecnológico.

En esta experiencia se llevará a cabo la práctica de una de las aplicaciones fundamentales de las reacciones redox, constituyendo la pila Daniell con electrodos de Cu(+2)/Cu y Zn(+2)/Zn. Se aplicará el criterio de espontaneidad y los valores de potencial normal recogidos en la serie electroquímica para predecir el funcionamiento de esta pila y calcular su fuerza electromotriz (f.e.m.),comprobando, finalmente, de forma experimental nuestras conclusiones.




 PROCEDIMIENTOS:



Para la preparación de la pila Daniell es necesario tener una lámina de Zinc y otra lámina de cobre, que serán nuestros electrodos. Además, debemos de tener dos disoluciones de 100 ml cada una de concentración 0,5M.

Se llenarán dos vasos de precipitados de 0,2 litros, con las láminas anteriores, y, a continuación, se introducirá la lámina de Zn en la disolución de sulfato de Zn (ZnSO4) 0,5M, y la lámina de Cobre en la disolución de sulfato de cobre (CuSO4) 0,5M. Posteriormente se conectará ambas láminas con el hilo conductor y las disoluciones con el puente salino. Finalmente se medirá con el potenciómetro la diferencia de potencial entre ambos electrodos.





TABLA 1:

	CuSO4 . 5H2O	ZnSO4 . 7H2O
Peso molecular	249.68	287.54
Vol. De disolución	100 ml	100 ml
Molaridad	0,5 M	0,5 M
Masa	12,48 gr	14,37 gr

TABLA 2:

E° (Cu2+/Cu)	E° (Zn2+/Zn)	E°pila Teórica	E°pila Experimental
+0,34V	-0,76V	[+0,34 – (-0,76)]V=1,1V	+1,08V

CONCLUSIÓN:


Tanto en los procesos electroquímicos como electrolíticos se llevan a cabo reacciones de oxidación y reducción. Cada una de las cuales se llevan a cabo en un sitio específico (electrodo) y generan un flujo de electrones (corriente eléctrica). Sin embargo, existen diferencias significativas entre ambos procesos, específicamente en el hecho de que las reacciones en un dispositivo electroquímico son espontáneas;mientras que para llevar a cabo la electrólisis se requiere suministrar energía ya que no es un proceso espontáneo. Es por ello que las baterías funcionan poniendo en práctica fundamentos electroquímicos ya que generan electricidad apartir de las reacciones que se producen entre las sustancias que las componen.

Una vez que pusimos nuestro puente salino decidimos introducir los electrodos siendo Zinc y Cobre. El electrodo de cobre va en la disolucion de sulfato de cobre. El Zinc en la disolucion de sulfato de zinc. Debido a que la oxidación se da en el Zn y e la oxidacion va el ánodo, el polo negativo va al zinc. El lado positivo que corresponde al cátodo, le corresponde al Cobre. Como resultado, nuestra pila daba 1,08V y nuestra F.electromotriz estaba en torno al 1,1


MEJORAS:


Los resultados que obtuvimos fueron los esperados y la práctica se llevó a cabo de manera satisfactoria. Recomendamos la utilización de otros compuestos y disoluciones diferentes, como el acido sulfúrico.Para ello, tenemos que tener ciertas consideraciones para dicha realización,principalmente en la parte de la electrólisis del ácido sulfúrico. En esta, es mejor usar un cable de cobre que este aislado y sólo quitar el aislante a la parte que se introduzca a la bureta, con eso se evitará la pérdida de hidrógeno por alguna porción del cable que quede fuera. Además se deben conectar adecuadamente los caimanes a la pila para que se pueda suministrar correctamente la energía ya que varios de los equipos tuvieron problemas en este aspecto.