Tarea 2 Electro I. 2020 B Unidades electricas y ley de Faraday Cárdenas Mendoza Cecilio Emmanuel PDF

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DEFINICIONES VARIAS DE ELECTROQUIMICA
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Tarea#2 Electroquímica I 2020 B Unidades eléctricas y Ley de Faraday Cárdenas Mendoza Cecilio Emmanuel

1. Defina los siguientes conceptos sin olvidar incluir las unidades cuando se requiera. a) Carga La carga eléctrica es una propiedad física propia de algunas partículas subatómicas que se manifiestan mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo que son generadoras de ellos. Una carga eléctrica no puede crearse ni destruirse, así que la cantidad eléctrica en el universo no cambia en el tiempo. Gracias al Sistema de Unidades Internacional (SI) se miden Coulombs (C), en honor a físico francés Charles, Augustin de Coulomb. Carga Eléctrica - Concepto, tipos, propiedades y Ley de Coulomb. (2020). Recuperado de: https://concepto.de/carga-electrica/ b) Resistencia Es una de las magnitudes fundamentales que se utiliza para medir la electricidad y se define como la oposición que se presenta al paso de la corriente, La unidad utilizada para medir la resistencia es el ohmio (Ω) y es representado con la letra R. Gonzalez.J. (2020). en https://www.ingmecafenix.com/electronica/resistenciaelectrica/´

c)

Corriente La corriente es la velocidad a la que un flujo de electrones pasa por un punto de circuito eléctrico completo. Un Amperio (A) es la unidad internacional para la medición de la corriente, expresa la cantidad de electrones (carga eléctrica) que pasan por un punto en un circuito durante un tiempo determinado. Una corriente de 1 A significa que 1 C de electrones, que equivale a 6.24 trillones de electrones, pasan por un circuito en 1 s. Fluke Corporation. (2020). ¿Qué es la corriente? de https://www.fluke.com/esus/informacion/mejores-practicas/aspectos-basicos-de-lasmediciones/electricidad/que-es-la-corriente

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d) Diferencia de potencial o voltaje El voltaje, tensión, diferencia de potencial es la presión que ejerce una fuente de suministro de energía eléctrica o fuerza electromotriz (FEM) sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico cerrado, para que se establezca el flujo de una corriente eléctrica, su unidad es el voltio (V), en honor a Alexander Volta. La diferencia de potencial también se define como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico, sobre una partícula cargada, para moverla de un lugar a otro. Voltaje - EcuRed. (2020). en https://www.ecured.cu/Voltaje. e) Ley de Ohm. Es una fórmula utilizada para calcular la relación entre voltaje, corriente y resistencia en un circuito eléctrico significa: voltaje=corriente*resistencia. (V=A*Ω), nombrada en honor al físico alemán Georg Ohm (1789-1854). La ley de Ohm aborda cantidades clave que funcionan en los circuitos. Fluke Corporation. (2020). ¿Qué es la ley de Ohm https://www.fluke.com/en/learn/best-practices/measurementbasics/electricity/what-is-ohms-law

f)

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Potencia Es la velocidad a la que se consume la energía, si la energía fuese un líqudiso, la potencia serían los litros por segundo que vierte el depósito que contiene. La potencia se mide en joule por segundo (J/s) y se representa con la letra P. Un J/s equivale a un Watt (W), por lo tanto, cuando se consume 1 J de potencia en un segundo estamos gastando o consumiendo 1 W de energía eléctrica. La potencia se mide en Watts (W) en honor a James Watt García Álvarez, J. (2020). QU ES LA POTENCIA EL CTRICA http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_potencia/ke_potencia_elect_1.ht m

g)

Ley de Faraday Esta ley cuantifica la relación entre un campo magnético cambiante en el tiempo y el campo eléctrico creado por estos cambios. Su enunciado dice así: “La tensión inducida en un circulo cerrado es directamente proporcional a la razón

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de cambio en el tiempo de flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito mismo como borde. Su ley es 𝑄 = 𝑛𝐹𝑁 Q=Carga total (C) n=electrones por mol F=Constante de Faraday (96487 mol-1 N=moles del analito Ley de Faraday - Concepto, historia, fórmula y ejemplos. (2020). https://concepto.de/ley-de-faraday/ h) Capacitancia Es la capacidad de un componente o circuito recoger y almacenar energía en forma de carga eléctrica, así que se expresa como la relación entre carga eléctrica de cada conductor y la diferencia de potencial (es decir, tensión) entre ellos, La capacitancia se mide en Faradios (F) denominados en honor al físico inglés Michael Faraday (1791-1867). Un faradio es una gran cantidad de capacidad, usualmente se utiliza en microfaradio. Fluke Corporation. (2020). ¿Qué es la https://www.fluke.com/es-es/informacion/mejorescapacitancia? practicas/aspectos-basicos-de-las-medidas/electricidad/que-es-la-capacitancia

i)

Doble capa eléctrica Es el contacto entre un metal y un electrolito donde se produce una diferencia potencial en la interfase de separación que depende de la naturaleza y composición de las dos fases, así como entre dos disoluciones de electrolitos inmiscibles, y en la superficie de separación de metales. (2020). Obtenido el 25 de septiembre de 2020, de http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Unidad4Doblecapaelectrica_2193 2.pdfp

j)

Capa de difusión o capa de Nernst. Se define como la “región en la proximidad” de un electrodo, donde las concentraciones son diferentes de su valor en la solución a granel. La definición del espesor de la capa de difusión es arbitraria porque la concentración se aproxima asintóticamente el valor de la solución a granel. La capa de difusión depende por lo tanto en el coeficiente de difusión del analito.

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Bard, AJ; Faulkner, LR “métodos electroquímicos. Fundamentos y Aplicaciones” 2ª ed. Wiley, Nueva York. 2001

2. Preguntas falso y verdadero (F) o (V) a) La constante de Faraday representa la carga de un mol de electrones. Verdadero b) El ánodo es el electrodo donde se lleva a cabo la reacción de reducción. Falso c) El voltaje en una pila seca o Leclanché no depende del tamaño de la batería. Verdadero d) La unidad de trabajo eléctrico es el julio que corresponde al producto de un voltio x amperio. Falso e) La rapidez con la que se efectúa un trabajo es la energía. Falso 3. Cálculos rápidos a) ¿Cuál es el tiempo necesario para producir 2.79 g de I2 en el ánodo de una celda al pasar una corriente de 1.75 A en una solución de KI.

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b) ¿Cuántos kW-h de electricidad son necesarios para producir 1000 L de Cl2 a condiciones normales de temperatura y presión a partir de la electrólisis de salmuera (NaCl-H2O), considere que el potencial para la electrólisis es de 3.4 V.

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c) Calcule la potencia que libera una batería para el arranque de un automóvil, tomando en cuenta que desarrolla una diferencia de potencial de 12 V y aporta una corriente de 50 A.

d) Un circuito eléctrico en serie está compuesto de 3 resistencias de 5, 30 y 250 Ω conectadas a una batería de 3 V. a) Calcule la resistencia total del circuito y b) la corriente y c) las caídas de potencial en cada una de las resistencias.

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e) ¿Qué concentración de Cu2+ queda en 425 mL de una disolución que originalmente era 0.366 M de CuSO4 después de pasar una corriente de 2.68 A durante 282 s y de depositarse Cu en el cátodo?.

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3.

Si se electrolizan 0.500 L de una disolución 0.6000 M de SnSO4 durante un periodo de 25.00 min empleando una corriente de 4.50 A y electrodos inertes, ¿Cuál es la concentración final que resta de cada ion en la disolución? (Suponga que el volumen de la disolución no cambia.)

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4.

Una estudiante de electroquímica construyó un amperímetro (un dispositivo para medir corriente eléctrica) que se basa en la electrólisis de agua en hidrógeno y oxígeno gaseoso. Cuando se hace pasar una corriente eléctrica de magnitud desconocida a través del dispositivo durante 2.00 min, se recogen 12.3 mL de H2(g) saturado de agua. La temperatura del sistema es de 25.5 oC, y la presión atmosférica es de 768 torr. ¿Cuál es la magnitud de la corriente en A?

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5.

Un joyero proyecta recubrir de oro la pirámide trunca que aparece abajo, haciendo pasar una corriente de 500 mA en una solución de iones Au(CN)3. La densidad del oro es de =19.32 g/cm3, ¿Cuál es el espesor del depósito producido por la electrólisis durante 90 min?

6.-Para comprobar que el Cu de una disolución de Cu2+ se ha depositado por completo se añade NH3(ac). La aparición de un color azul indica la formación del ion complejo [Cu(NH3)4]2+ (Kf = 1.1x1013). Se electrolizan 250.0 mL de CuSO4 0.1000 M con una corriente de 3.512 A durante 1368 s. Transcurrido este tiempo, se añade suficiente cantidad de NH3 para complejar todo el Cu2+ restante y para alcanzar una concentración libre [NH3]= 0.10 M. ¿Aparecerá el color azul si se detecta [Cu(NH3)4]2+ a concentraciones del orden de 1x10-5 M?

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