BATERÍAS DE PLOMO

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PRÁCTICA Nº 7 CELDAS DE PLOMO.

I. OBJETIVOS

- Construir una celda de plomo. - Usar la celda para prender un led.

II. PRINCIPIOS TEÓRICOS

Celdas de Plomo.- Una celda galvánica de plomo está formada por un ánodo de plomo y un cátodo de PbO2. El electrolito es una solución de H2SO4. Reacción anódica: Pb(s) + SO4

2-(ac) PbSO4(s) + 2e-

Reacción catódica: PbO2(s) + 4H+(ac) + SO4

2-(ac) + 2e- PbSO4(s) + 2 H2O (l)

Dos o más celdas húmedas o secas conectadas en serie hacen una batería. Una batería de automóvil es generalmente un acumulador de plomo que contiene plomo y placas óxido de de plomo en una solución de ácido sulfúrico. En este experimento, se va a construir una celda de acumulador de plomo y se va a utilizar una fuente de alimentación de corriente continua para cargarla tal como se muestra en la Figura 1. Se usará un multitester para medir el voltaje de la celda (ver Figura 2), y luego usar la celda para prender un led.

Ecuación de Nernst.- Explica como el potencial puede verse afectado por diferentes factores como concentraciones de las sustancias presentes y la temperatura. Denominada así en honor al científico alemán Walther Nernst, quien la formuló.

Donde: E°: Potencial estándar de celda. T: Temperatura absoluta. R: Constante de los gases.

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n: Cantidad de moles de electrones que participan en la reacción. Q: Cociente de la reacción.

III. PARTE EXPERIMENTAL

a) Materiales:

Multitester

Transformador Output: 12V

Pinzas cocodrilo.

Cronómetro.

Led.

Cables para conexión.

Vaso de precipitados.

b) Reactivos:

Tiras de plomo

Ácido sulfúrico 0.1 M

c) Procedimiento: 1. Doblar las tiras de plomo (una + y -) y colocarlas en un vaso de precipitados,

como se muestra en la Figura nro. 1. Coloque una pinza cocodrilo a cada tira de plomo.

2. Añadir ácido sulfúrico 0.1M, al vaso de precipitados (sin llenar completamente el vaso). Maneje este ácido fuerte con cuidado.

3. Cargar la celda utilizando el transformador de 12V: 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 desconexión de la fuente lleva 3

minutos. Anote las observaciones durante el proceso de carga. IMPORTANTE: Asegúrese de que las tiras de plomo no se toquen entre sí mientras que estén conectadas al transformador.

4. Realice la lectura del voltaje de la celda de plomo recién cargada. Para esto use el multímetro.

5. Utilizar dos cables conductores para conectar la celda al led. Utilice un cronómetro para determinar el tiempo que la celda cargada hace prender el led. Anote los resultados. La celda ha sido descargada durante este proceso.

6. Realice la lectura del voltaje de la celda de plomo recién descargada. Para esto use el multímetro.

7. Observe los dos electrodos de plomo y anote sus observaciones. 8. Devuelva el H2SO4 al contenedor de " H2SO4 utilizado". Lavar y secar el vaso y

las tiras de plomo.

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IV. TABLA DE DATOS:

1era. carga

Tensión después de la carga ________ V

Tiempo en el que el foco permanece encendido ________ s

Tensión luego de la descarga ________ V

Potencial de celda cargada V

Ecuación E°

Ánodo (-) _______________________________________________________ ________ V

Cátodo (+)

________________________________________________________ ________ V

Reacción neta

_________________________________________________________ ________ V

Justifique a qué se debe la diferencia del potencial de la celda cargada con respecto al potencial teórico:

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

V. CUESTIONARIO:

1. Los carros generalmente tienen baterías de 12 voltios. ¿Cuántas celdas de plomo, similar a la que se construyó, contiene la batería de un coche? Explique.

2. ¿Cuál fue el gas que se producía en el electrodo (-) durante la carga? Y ¿Cuál se producía en el electrodo (+)?

3. Cómo afecta la concentración del ácido en el valor del potencial de la celda. 4. ¿Se podrá reutilizar el ácido sulfúrico para armar otra celda de plomo? ¿qué

alteraciones produciría?