ITEM 5 - Manual Electroquimica

MÓDULOS DE LABORATORIO DE FÍSICA, QUÍMICA Y BIOLOGÍA PARA INSTITUCIONES EDUCATIVAS PÚBLICAS EMBLEMÁTICAS MANUAL DE USO Y CONSERVACIÓN MÓDULO DE QUÍMICAÍTEM 05:KIT PARA EL ESTUDIODE ELECTROQUÍMICA EDUCACIÓN SECUNDARIA



MÓDULOS DE LABORATORIO DE FÍSICA, QUÍMICA Y BIOLOGÍA PARA INSTITUCIONES EDUCATIVAS PÚBLICAS EMBLEMÁTICAS MANUAL DE USO Y CONSERVACIÓN MÓDULO DE QUÍMICAÍTEM 05:KIT PARA EL ESTUDIODE ELECTROQUÍMICA EDUCACIÓN SECUNDARIA



INTRODUCCIÓN Estimado docente: El presente Manual de uso y conservación tiene por finalidad ofrecer a los docentes la relación de materiales que contiene el kit (con sus respectivas imágenes), para una mejor ubicación de sus componentes; explicar su utilidad; y dar algunas sugerencias sobre el uso del kit y las medidas de seguridad, conservación e higiene que se deben mantener. Con este manual lograrán formar estudiantes que contrasten la teoría con la práctica, y podrán explicar los fenómenos naturales y técnicos que se producen dentro de los diferentes entornos del estudio de la electroquímica. Así se optimizará el carácter experimental de la ciencia como medio de aprendizaje y permitirá que los jóvenes construyan sus conocimientos —y sus actitudes científicas y técnicas— a través de actividades vivenciales e indagatorias. Las orientaciones para las actividades que se pueden desarrollar con los materiales están basadas en el nuevo enfoque educativo: por competencias y por capacidades científicas, lo que garantiza el cumplimiento del desempeño del grado correspondiente. 5

MANUAL DE USO Y CONSERVACIÓN Kit para el estudio de electroquímica CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS CANTIDAD NOMBRE DESCRIPCIÓN 02 Transformador Entrada 220 VAC. de corriente Salida de voltaje variable de 1,5; 3; 4,5; 6; 9; 12 voltios, 1,0 amperio de salida. Rectangular, adaptable al soporte de electrodos de la 02 Electrodo de zinc cubeta rectangular. Dimensiones (en relación a las cubetas) 180 mm x 90 mm. Rectangular, adaptable al soporte Electrodo de electrodos de la de cobre 02 cubeta rectangular. Dimensiones (en relación a las cubetas) 180 mm x 90 mm. Rectangular, adaptable al soporte Electrodo de electrodos de la de carbón 02 cubeta rectangular. Dimensiones (en relación a las cubetas) 180 mm x 90 mm.6

De 30 cm de largo de color negro con03 Cable de conector tipo banana experimentación macho en un extremo y en el otro extremo una pinza cocodrilo. Por 02 unidades. De 30 cm de largo de color rojo con conector03 Cable de tipo banana macho experimentación en un extremo y en el otro extremo una pinza cocodrilo. Por 02 unidades. De plástico, de medida mínimas (en relación con los electrodos) largo 200 mm, ancho 150 mm, alto 70 mm. Con soportes de electrodos02 Cubeta (en forma de ranuras en los rectangular extremos). Con selector de02 Multímetro escala, VDC, digital VAC, ADC, AAC, resistencia, con autorrango. 7

Otros materiales: • Tomados del ítem 12: Sensor de conductividad eléctrica Sensor de pH Material que incluye el kit: a. 06 pares de guantes descartables de nitrilo. b. 06 máscaras descartables. ab8

PAUTAS PARA SU USO Y CONSERVACIÓNUso del material:Este equipo es conocido como celda galvánica o electrolítica, según seael proceso realizado sobre él.Mediante él se podrá realizar experiencias que conllevan a generarenergía eléctrica a partir de reacciones químicas (pilas) o producirreacciones químicas a través de la circulación de energía eléctrica(electrólisis).Con este equipo también se puede efectuar la técnica de deposiciónelectrolítica y medir su tiempo de duración.Se pueden utilizar los sensores del ítem 12 como:• El sensor de conductividad eléctrica, para obtener datos de la masa depositada o descompuesta en los electrodos (a partir de la corriente eléctrica) a un determinado voltaje.• El sensor de pH, para determinar la acidez o basicidad de la solución.• Para el uso adecuado de los sensores revisar los manuales suministrados en el CD de software del kit de sensores para laboratorio de química.Cubeta rectangular o electrolítica 9

Transformador de corriente La fuente externa de energía eléctrica cuenta con un interruptor de encendido y apagado. Cuenta con un botón regulador de voltaje, que varía desde 1,5 hasta 12 voltios (según sean las necesidades de la experiencia). Verifique estos voltajes a través de un multímetro digital. La fuente de energía eléctrica externa cuenta con dos bornes en la parte posterior: un polo positivo (rojo) y otro negativo (negro). Antes de usar el multímetro digital, retire la tapa del equipo con ayuda de un destornillador. Coloque las pilas tal como se muestra en la imagen y tape para luego atornillar.10

USO DEL MULTÍMETROEl multímetro digital portátil está diseñado para la medición de voltajes(continuo y alterno), intensidad de corriente, resistencia eléctrica y otros.En este kit se va a utilizar la medición del voltaje de corriente continua(DCV). Para realizar la medición siga el siguiente procedimiento: ♦♦ Fijar el selector de función en “V” y seleccione DC con el botón SELECT (1). ♦♦ Para la medición, coloque la punta de prueba de color negro al lado del potencial negativo del objeto a medir, y la punta de prueba de color rojo en el lado del potencial positivo (2). ♦♦ La lectura de voltaje se observa en la pantalla (3). ♦♦ Después de la medición, suelte las puntas de prueba de color rojo y negro del objeto medido. Uso correcto para la medición del multímetro 11

Montaje de la cubeta rectangular o electrolítica 1 Acondicionamiento de la cubeta electrolítica La cubeta cuenta con dos partes fundamentales: el depósito de solución electrolítica (baño) y los sujetadores de electrodos. Estos últimos cuentan con tres ranuras y se superponen sobre el depósito, con el fin de equilibrar los cátodos al momento de sumergirlos dentro del baño. 2 Disposición de los electrodos Coloque un electrodo de cobre en una de las ranuras laterales de los sujetadores de la cuba; y en la ranura opuesta, el otro electrodo de zinc. Si se requiere, el electrodo de grafito debe ir dispuesto en la ranura central. Para esta actividad no se requiere el electrodo de carbón. 3 Conexión a la fuente eléctrica externa Verter la solución electrolítica adecuada (sulfato de cobre, de concentración 17 g/L) Conecte los electrodos con la fuente de corriente continua por medio de los cables de experimentación. Estos cuentan con dispositivos conectores que permiten su sujeción con la parte superior de los electrodos. Los conectores deben quedar fijos.12

4 El polo positivo irá conectado al electrodo de cobre, que actuará como ánodo; mientras que el polo negativo al electrodo de zinc, que actuará como cátodo. 5 Condiciones de funcionamiento eléctricoAplique, mediante la fuente externa ydurante 1 minuto, una intensidad decorriente de 1 amperio y una diferenciade potencial de 9 voltios.ADVERTENCIA: no cojan ningunaparte del sistema con las manosdesprotegidas. ! SEGURIDAD Al terminar la experimentación, apague y desconecte la fuente de energía externa. 13

Conservación del material: • Conservación ♦♦ Al recibir el material, verifique que los componentes estén completos. Después de usarlo, colóquelo en su caja y ubíquelo en un lugar libre de humedad. ♦♦ Antes de utilizar los instrumentos de medición, observe si están correctamente calibrados. Tome diferentes mediciones y halle un promedio de las medidas. ♦♦ Antes de hacer una medición con el multímetro, tenga en cuenta lo siguiente: »» Para medir la intensidad de la corriente eléctrica, se debe conectar las puntas del multímetro en serie con el circuito (o los elementos del circuito) en el que se quiere hacer la medición. »» Para medir el voltaje, se debe conectar las puntas del multímetro en paralelo con el circuito (o sus elementos) en el que se quiere hacer la medición. »» Para medir la resistencia eléctrica, se debe conectar las puntas del multímetro en paralelo con el circuito (o sus elementos) en el que se quiere hacer la medición. • Seguridad ♦♦ Instale el equipo sobre una mesa sólida y resistente. ♦♦ Los frascos que contienen las sustancias químicas a utilizar deben estar debidamente rotulados. ♦♦ Recuerde que para el proceso de electrólisis la corriente a utilizar es continua. ♦♦ Al conectar los cables a los bornes del transformador de corriente, conecte el conector banana macho rojo en el conector banana hembra rojo (+), y el conector banana macho negro en el conector banana hembra negro (-). Luego, conecte los cocodrilos a los electrodos según la actividad a desarrollar.14

♦♦ Evite que el contenido de la cubeta salpique o moje el transformador de corriente o el multímetro digital.♦♦ Antes de desechar los productos químicos, asegúrese de que no sean contaminantes; en caso contrario, neutralícelos.♦♦ Se recomienda el uso de guantes y mascarilla. USO DE USO DEGUANTES MASCARILLA• Higiene del material ♦♦ Después de utilizar los electrodos, lávelos con agua de caño para eliminar los restos de las superficies. El electrodo de grafito es frágil, por eso debe guardarlo envuelto con un material que lo proteja. ♦♦ Al inicio y término de las actividades, póngase los guantes y lave la cuba y los sujetadores de plástico con agua de caño y detergente. Al final utilice agua destilada y déjelos secar. 15