Sexto día: Pilas y electrólisis. 15 de mayo de 2015

Hoy pretendemos estudiar el funcionamiento de las pilas  y el manejo de voltímetros. Qué voltaje proporcionan si se conectan en serie o en paralelo. También intentaremos familiarizarnos con la electrólisis, que es el proceso inverso de las pilas.

1) Voltaje de pilas en serie y en paralelo.

Se mide el voltaje de varias pilas , las más habituales, las de 1,5 V las de 4,5 V y las 9 V. Si desmontamos las pilas de 4,5 V y las de 9V se puede comprobar que son asociaciones de pilas de 15V en serie.

2) Pila con limón.

 Para fabricar una pila se necesitan dos metales distintos, uno que se reduzca (capture electrones) y otro que se oxide ( pierda electrones ) y un medio salino que permita que circule la carga dentro del circuito.

Vamos a usar electrodos de Zn y de Cobre usando el jugo del interior del limón como puente salino.

Se puede comprobar que el voltaje producido por un limón es de 0,93V

Si conectamos dos limones en serie el voltaje producido es el doble, suficiente como para encender un diodo led.

3) Pila de Daniell.
Se construye una pila de Daniell usando un electrodo de Zn sumergido en una disolución de sulfato de Zn 0,1M y otro electrodo de Cu sumergido en una disolución de sulfato de cobre 0,1 M.

Se puede comprobar que el voltaje es de cero voltios si no hay puente salino.






















Después de conectar los dos electrodos con un puente salino ( disolución de KCl) se comprueba que se obtiene un potencial de  0,91 V   frente a los  1,1 V teóricos.

Si conectamos varias pilas de Daniell en serie se obtienen voltajes  superiores , suficientes para encender diodos.

4) Pila de Volta
No ha dado tiempo de hacerla y se intentará hacer en la última jornada si sobra tiempo.

5) Electrólisis.

Es el proceso inverso de las pilas. Se usa una corriente eléctrica para realizar una reacción química. Ya se realizó la electrólisis del agua en la segunda jornada.

Vamos a usar la disolución de sulfato de cobre para dar un baño de cobre a varios objetos ( monedas, llaves,clips,  ..).

a) Sin electricidad.

Sumergiendo el objeto en una disolución de sulfato de cobre, añadiendo un poco de ácido a la disolución.

b) Con electricidad.

Se conecta el objeto que se quiere bañar en cobre al polo negativo de la pila y se sumerge en la disolución de sulfato de cobre. El cobre se reduce y se deposita encima del objeto.

Quinto día: Separación de sustancias. 8 de mayo de 2015

En esta jornada se pretende estudiar los principales métodos que existen para separar las sustancias presentes en una mezcla o en una disolución.

Destilación.

Comenzamos con este método por ser el más laborioso. Se destilan 150 mL de vino tinto. Se puede observar que el destilado, rico en alcohol es trasparente, Los azúcares y colorantes del vino permanecen en el matraz original.

Filtración.

Se podía practicar este método de separación con cualquier mezcla tradicional ( arena y agua ), pero se ha optado por separar el yoduro de plomo ( de color amarillo ) obtenido de la reacción de nitrato de plomo con yoduro de potasio ( transparentes ), por ser más vistoso y por servir para practicar como preparar disoluciones.

El sólido insoluble , yodato de plomo ( amarillo ) se queda en el papel de filtro y el líquido filtrado con el nitrato de potasio disuelto permanece transparente.

Sedimentación y Centrifugación.

Si la disolución anterior se deja reposar durante cierto tiempo, el nitrato de plomo se deposita en el fondo (sedimentación), pero si se introduce en una centrifugadora el nitrato de plomo se deposita en el fondo del tubo de ensayo en cuestión de segundos.

Extracción y filtración

Se puede usar el líquido no destilado de la primera práctica para extraer parte de los colorantes del vino usando carbón activo y a continuación se procede al filtrado del líquido. Se puede observar que se han absorbido parte de los colorantes del vino. Con un método menos rudimentario se podrían extraer prácticamente en su totalidad.



Decantación y extracción

Se intenta disolver una pequeña cantidad de yodo en agua. Resulta muy dificil de disolver puesto que el yodo es un compuesto apolar.

Se vierte la mezcla en un embudo de decantación y luego se añade tolueno. Se observa que la mayor parte del yodo se disuelve en el tolueno ( menos denso que el agua ). El tolueno al ser un disolvente inmiscible con el agua se puede separar fácilmente de ésta.

Cromatografía

Separación de los distintos componentes de una tinta.

Se procede a sumergir el extremo de un papel de filtro coloreado en un recipiente con alcohol, observándose como se separan los componentes de la tinta.

Separación de la clorofila de varias hojas de espinaca.

Se trituran varias hojas de espinaca y se sumergen en alcohol, para extraer su clorofila. Se sumerge el extremo de un papel de filtro y se puede observar como la clorofila asciende por el papel.