Laboratorio1-Ley de Ohm
Laboratorio1-Ley de Ohm
Laboratorio1-Ley de Ohm
PRESENTADO A:
REALIZADO POR:
HUANCAYO, 26-04-2017
INDICE
INTRODUCCIN ............................................................................................... 4
I. OBJETIVOS................................................................................................. 5
4.1. DATOS............................................................................................. 13
4.2. CLCULOS...................................................................................... 16
CONCLUSIONES............................................................................................. 21
BIBLIOGRAFA ................................................................................................ 22
ANEXOS .......................................................................................................... 23
ii
RESUMEN
Para realizar el presente trabajo se estudi la ley de Ohm aplicada a la electroqumica
que nos permite aprender a manejar instrumentos de medida como el voltmetro,
ampermetro esto en conjunto con el ctodo y nodo a su vez con la presencia de dos
soluciones, CuSO4.5H2O y una mezcla de (H2SO4 y CuSO4.5H2O) de 500 ml cada uno,
a 0.2 M. Al realizar esto nos pone en manifiesto la necesidad de tener un esquema del
montaje antes de iniciar cualquier manipulacin.
Por medio del anlisis y preparacin de esta prctica definimos que se deben hacer
muchas medidas de voltaje y con el amperio constante, lo que vamos a cambiar
frecuentemente es la distancia entre el ctodo de cobre y el nodo de plomo, as mismo
les va a permitir darse cuenta de la necesidad de tabular todas las medidas realizadas
para despus hacer su representacin grfica y la ecuacin correspondiente.
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INTRODUCCIN
En este trabajo que presentamos, pretendemos exponer una breve resea sobre la ley
de Ohm de esta manera ampliar nuestros conocimientos en el rea de la qumica. Para
poder realizar este trabajo tuvimos que indagar acerca de le electroqumica, rama de la
qumica que estudia las reacciones qumicas producidas por accin de la corriente
elctrica (electrlisis) as como la produccin de una corriente elctrica mediante
reacciones qumicas (pilas, acumuladores), en pocas palabras, es el estudio de las
reacciones qumicas que producen efectos elctricos y de los fenmenos qumicos
causados por la accin de las corrientes o voltajes. Las reacciones qumicas que
intervienen en estos procesos son de tipo Redox. Nuestro propsito es comprobar la ley
de Ohm de forma experimental para lo cual se realizara dos soluciones de CuSO4.5H2O
y el otro una mezcla de CuSO4.5H2O con H2SO4.
La electroqumica est en nuestra realidad podemos notarlos: por ejemplo las bateras
son pilas volcnicas que funcionan mediante reacciones electroqumicas (redox).
Cuando la concentracin de electrones se iguala en ambos puntos, cesa la corriente
elctrica. El material por el cual fluyen los electrones se denomina conductor. Los
conductores pueden ser de dos tipos: conductores electrnicos o metlicos, y los
conductores electrolticos. La conduccin tiene lugar por la migracin directa de los
electrones a travs del conductor bajo la influencia de un potencial aplicado.
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I. OBJETIVOS
1.1. Objetivo General
Demostrar la ley de ohm con la solucin de CuSO4.5H2O y
CuSO4.5H2O acidificado a 0.2 M.
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II. MARCO TERICO
2.1. Ley de Ohm
La Ley de Ohm, postulada por el fsico y matemtico alemn Georg Simn
Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinmica,
estrechamente vinculada a los valores de las unidades bsicas presentes
en cualquier circuito elctrico como son:
Fuente: www.asifunciona.com
Circuito elctrico cerrado compuesto por una pila de 1,5 volt, una resistencia
o carga elctrica "R" y la circulacin de una intensidad o flujo de corriente
elctrica " I " suministrado por la propia pila.
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que para ambos casos el valor de la tensin o voltaje se mantenga
constante.
Por otro lado y de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensin o voltaje
es directamente proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el
voltaje aumenta o disminuye, el amperaje de la corriente que circula por el
circuito aumentar o disminuir en la misma proporcin, siempre y cuando
el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante.
E
R ... 1
I
2.1.3. Variante prctica:
Para realizar la prctica se utiliza una variante de la ecuacin (1), esta es
mostrada en la ecuacin (2).
R ... 2
S
Teniendo ambas ecuaciones, se igualan y resulta una ecuacin nueva para
hallar la tensin en funcin de la resistividad, longitud y superficie del material
utilizado.
E ... 3
S
De la ecuacin (3), llevamos a la forma de la ecuacin de la recta. Teniendo
entonces:
7
E m ... 4
Donde la pendiente resulta:
m ... 5
S
2.2. Electroqumica
Es parte de la qumica que trata de la relacin entre las corrientes elctricas
y las reacciones qumicas, y de la conversin de la energa qumica en
elctrica y viceversa. En un sentido ms amplio, la electroqumica es el
estudio de las reacciones qumicas que producen efectos elctricos y de los
fenmenos qumicos causados por la accin de las corrientes o voltajes.
8
2.3.3. Fuente de voltaje:
Es aquel dispositivo que genera una diferencia de potencial entre los
terminales de un circuito de tal manera que permita establecer un campo
elctrico dentro del circuito para arrastrar a los portadores de la carga
elctrica. Para la electrolisis se utiliza corriente elctrica continua, donde la
fuente de voltaje es una pila, batera, etc. En este caso los flujos de carga
elctrica son constantes en intensidad (I) y sentido.
2.3.6. nodo:
Es un electrodo en el cual se produce la reaccin de oxidacin. Un error muy
extendido es que la polaridad del nodo es siempre positivo (+). Esto es a
menudo incorrecto y la polaridad del nodo depende del tipo de dispositivo,
y a veces incluso en el modo que opera, segn la direccin de la corriente
elctrica, basado en la definicin de corriente elctrica universal. En
consecuencia, en un dispositivo que consume energa el nodo es positivo,
y en un dispositivo que proporciona energa el nodo es negativo.
2.3.7. Ctodo:
Es un electrodo en el cual se produce la reaccin de reduccin. Un error muy
extendido es pensar que la polaridad del ctodo es siempre negativa (-). La
polaridad del ctodo depende del tipo de dispositivo, y a veces incluso en el
modo que opera, segn la direccin de la corriente elctrica, basado en la
definicin de corriente elctrica.
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III. PARTE EXPERIMENTAL
3.1. Materiales de Laboratorio
- nodo de plomo
- Ctodo de cobre
- Voltmetro
- Celda electroqumica
- Regla de 20 cm
- 2 cocodrilos
- 2 fiolas de 500 ml
3.2. Reactivos
- Solucin de CuSO4.5H2O 0,2 M
Fuente: Propia
10
3) Armar el esquema de montaje, para esto de necesito un voltmetro y
ampermetro en conjunto con una celda electroqumica y las placas
ctodo y nodo.
Fuente: Propia
Fuente: Propia
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Figura 5: Variacin de la distancia
Fuente: Propia
Fuente: Propia
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IV. RESULTADOS Y TRATAMIENTO DE DATOS
4.1. DATOS
A. Datos Establecidos
- Intensidad: 0,4 A
SOLUCIN A
L (cm) E (Volt)
2 3.6
3 4.6
4 5.4
5 6.0
6 7.0
7 7.6
8 8.5
9 9.6
10 10.4
11 11.0
12 12.1
13 12.5
Fuente: Elaboracin Propia
SOLUCIN B
L (cm) E (Volt)
2 2.4
3 2.6
4 2.9
5 3.0
6 3.1
7 3.4
8 3.9
9 4.0
10 4.1
11 4.4
12 4.5
13 5.0
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Graficando los datos de ambas tablas:
Figura 7: Relacin de la Longitud y Voltaje para la Solucin A
10.5
9.0
E (volt)
7.5
6.0
4.5
3.0
1.5
1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 12.5 13.5
L (cm)
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Figura 8: Relacin de la Longitud y Voltaje de la Solucin B
5.0
y = 0.2269x + 1.9064
R = 0.9832
4.5
4.0
E (volt)
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 12.5 13.5
L (cm)
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C. Datos Calculados
- Tomando los datos de Base y altura de los electrodos, se halla la superficie
de cada uno de ellos as como la superficie promedio.
Superficie
Superficie
Altura (cm) Base (cm) Promedio
(cm2)
(cm2)
Cobre 26.24 5.30 4.95
27.70
Plomo 29.16 5.40 5.40
4.2. CLCULOS
A. Peso de CuSO4.5H2O y CuSO4.5H2O + H2SO4 para la preparacin de
las soluciones.
- Para CuSO4.5H2O, en 500 ml:
10 %w
M
PM
M
L
10 96 g 1.98
98.08 g
mol
M 19.4
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Finalmente:
19.4 VH2SO4 0.2 250ml
VH2SO4 2.77ml
B. Resistividad
Para hallar la resistividad, se tiene en cuenta la ecuacin dada en los grficos,
cada una de ellas hallada mediante el ajuste de curvas. De estas ecuaciones
vamos a tomar la pendiente, para as aplicar la ecuacin (5) y obtener la
resistividad para cada solucin.
m ... 5
S
C. Resistencia
Para hallar la resistencia se necesita el voltaje y la intensidad trabajada,
teniendo los datos experimentales, hallamos el promedio del voltaje para
cada solucin y la reemplazamos en la ecuacin (1), recordando que la
intensidad la tenemos de dato.
E
R ... 1
I
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Tabla 5: Resistencia de ambas soluciones
Intensidad
E (Volt) Resistencia (ohm)
(A)
Solucin A 8.2 20.479
0.4
Solucin B 3.6 9.021
Fuente: Elaboracin Propia
D. Conductividad
La conductividad es la inversa de la resistividad, ya habiendo hallado las
resistividades, reemplazamos en la siguiente ecuacin:
1
... 6
F. Densidad de Corriente
Para hallar la densidad de corriente, se necesita la intensidad y la
superficie de cada electrodo, los cuales los tenemos en la Tabla 3 as
como la intensidad lo tenemos como dato ya establecido. Reemplazamos
en la ecuacin (8)
DC ... 8
S
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Tabla 7: Densidad de Corriente en cada electrodo
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V. DISCUSIN DE RESULTADOS
La ley de ohm nos dice que el voltaje tiene que tener una tendencia de aumento segn
aumenta la distancia, y por correspondiente la grfica es una recta como obtuvimos en
este laboratorio. Los resultados obtenidos son vlidos porque son coherentes con los
esperados. Existen algunas variaciones pero esto se debe al cambio de soluciones en
la misma celda electroltica, esto influye en el voltmetro ya no empezaba en cero para
la respectiva medida.
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CONCLUSIONES
Se demostr la ley de ohm para la solucin de CuSO4.5H2O y CuSO4.5H2O
acidificado a 0.2 M.
21
BIBLIOGRAFA
- Serway, Raymond; Beichner (2000). Fsica para Ciencias e Ingeniera II (5
edicin). McGrawHill
22
ANEXOS
Fuente: Propia
Fuente: Propia
23
Figura 13: Lectura del Voltaje
Fuente: Propia
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