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Proyecto de Química Inorgánica... PILAS

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Krizz Hetfield

on 3 June 2011

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Transcript of Proyecto de Química Inorgánica... PILAS

Química Inorgánica Por: Marisela Burciaga Cristina Palacios Santiago Dévora Ricardo Herrera Proyecto Final Tema: Pilas Objetivo: Intentar separar los componentes de una
pila para poder purificarlos y usarlos como
reactivos de laboratorio, o bien, buscar algun
medio de descomposición para la materia no
metálica que se encuentra dentro de una pila. Universidad Autónoma de
Coahuila Escuela de
Ciencias Biológicas 1er semestre secc. A Profesor: Biol. Juan Antonio
Zúñiga Adame Torreón, Coahuila a 3 de junio de 2011 Introducción: Una pila es un dispositivo que convierte
energía química en energía eléctrica por
un proceso químico transitorio. Las pilas consisten en dos electrodos metálicos
sumergidos en un líquido, sólido o pasta que se
llama electrolito, éste es un conductor de iones. Cuando los electrones reaccionan con el electrolito
en uno de los electrodos (el ánodo), se producen
electrones, éste es el proceso de oxidación. En el
otro (el cátodo) se produce un defecto de electrones,
lo que llamamos reducción. Las partes
de una pila: El contenedor es una lata de acero que contiene los ingredientes de una pila y que forma el cátodo, una parte de la reacción química. El cátodo es una mezcla de dióxido de manganeso
(MnO2) y carbón. Los cátodos son electrodos
reducidos por una reacción electroquímica. El separador es un tejido fibroso y sin trama que separa
los electrodos. En el ánodo se encuentra Zinc metal en polvo. Los
ánodos son los electrodos que se oxidan. Los electrodos son donde se lleva a cabo
la reacción electro-química. El electrolito es una solución de KOH en agua. El
electrolito es el medio para el movimiento de los
iones dentro de la celda y lleva la corriente dentro
de la pila. El colector. Un alfiler de bronce en medio de
la celda conduce la electricidad hacia el
circuito exterior. ¿Cómo funciona
una pila? La pila produce energía a través de una
reacción química. La mayoría de estas reacciones producen energía en forma de
calor, pero al contener los químicos y controlando la
reacción con un separador, las pilas producen energía eléctrica El electrolito oxida al Zinc en polvo del ánodo. La
mezcla de Dióxido de Manganeso/Carbón reacciona con
el Zinc oxidado y produce electricidad. El colector conduce la corriente eléctrica hacia
afuera de la pila al circuito externo. A medida que la pila se va usando y el Zinc (ánodo) se
oxida, el dióxido de manganeso (cátodo) se reduce. La interacción entre el Zinc y el electrolito
genera productos de la reacción que, gradualmente,
reduce la acción de la pila y consecuentemente su voltaje Al mismo tiempo, el dióxido de manganeso se pierde haciendo al
cátodo cada vez menos activo. Estos factores se combinan para
causar una caída gradual en el "voltaje operativo o de descarga"
de la pila. ¿Qué nos afecta de las pilas? Es productor de bronquitis,
neumonías, etc.
A dosis bajas produce
debilidad, pérdida de peso,
diarrea, inflamación de encías
sabor metálico, insomnio,
indigestión, etc. En altas dosis
produce trastornos
psicológicos como
depresiones o
psicosis. Este metal es sumamente
tóxico, además de
cancerígeno.
En madres expuestas al
Cadmio produce serias
afecciones con lesiones
para el embarazo,
presencia de
proteína en la
orina, etc. Síntomas precoces:
-Fatiga
-Dolores de cabeza
-Dolores óseos
-Dolores abdominales
-Trastornos del sueño
-Dolores Musculares
-Impotencia
-Trastornos de conducta Síntomas avanzados:
-Anemia
-Cólicos intestinales
-Náuseas y vómitos
-Enfermedad renal
-Esterilidad
-Daños al feto Causa dermatitis,
sensibilidad en la piel
y mucosas.
Produce tos, bronquitis,
hemorragias nasales,etc. Afecta al funcionamiento de los
riñones, al sistema inmune
y a los niveles de colesterol
en la sangre Al respirar polvo de
manganeso, se producen
problemas pulmonares. Causa la enfermedad de
Wilson, una enfermedad
hereditaria que se
produce por altas
cantidades de Cobre en
el organismo. La intoxicación por
Níquel produce neumonitis
y excemas, además de
producir cáncer de
pulmón. ¿Qué hicimos? Paso 1: Deshacer las pilas Utilizamos: Pinzas de Disección Vaso de precipitado
de 250 ml. como
contenedor. Pilas marca
EVEREADY Pizeta y
agua destilada y como protección: Bata de
laboratorio y goggles Para la protección de los ojos Caja de petri Frascos para
almacenar los
residuos. Retiramos la cubierta metálica y el
aislante plástico de la pila. Posteriormente se retiró uno de los polos
de la pila, dejando el contenido de la pila
expuesto Depositamos su contenido en una
caja de petri. Observaciones Se observó un polvo negro, trozos de papel café, quizá
del separador del contenido, además de una barra de
grafito. En un vaso de precipitado, después colocamos el polvo
y le agregamos agua destilada. Dejamos reposar el contenido para calcular cuánto tiempo
se tarda la mezcla en clarificar. Se depositó el contenido del vaso en dos pequeños
contenedores. Observaciones Se formó una mezcla negra con muy poca viscosidad. Las sustancias de la mezcla son desconocidas. Al término de 24 horas, se podían ver
tres diferentes fases. Se formó una pasta negra en el fondo del contenedor Mientras, la segunda fase era agua semiclara que contenía pequeñas
partículas flotando. La tercera capa y la más superficial, se presentaba una consistencia aceitosa con menor cantidad de partículas negras. Paso 2: Filtración Utilizamos: Tripié Triángulo de porcelana Agua oxigenada de
uso comercial. Embudo de filtración Vasos de precipitado
250 ml. Pipeta 5 ml. Vidrio de reloj Se procedió a una filtración para separar la pasta negra del agua destilada Fue un largo proceso, pues una segunda filtración fue necesaria para recuperar la mayor cantidad de pasta posible. Posteriormente, se depositó la pasta en un vidrio de reloj. Se agregaron 2 ml. de Peróxido de Hidrógeno lentamente, es decir, el agua destilada de uso comercial. Observaciones Al reaccionar la pasta de la pila con el Peróxido de Hidrógeno
ocurrió una reacción liberadora de oxígeno, similar a la
efervescencia. El propósito de agregar el peróxido de hidrógeno a la mezcla era separar al manganeso de otros componentes mediante una reacción. Además de liberar oxígeno, se desprendió agua de la mezcla. La pasta se dejó en un vaso reposando por 3 días, el tiempo suficiente para que se evaporara el agua y quedara una piedra semisólida de color negro. Para asegurarnos de la presencia de metales en la mezcla, utilizamos un dispositivo eléctrico. El foco del dispositivo no encendió, pero algunas chispas saltaron
dentro del vaso, lo que nos confirmó la presencia de metales. Posteriormente, intentamos someter
la pasta a altas temperaturas, iniciando
colocandolo en un tubo de ensayo sobre
un mechero. El polvo se volvió fino, pero era un proceso que tomaba mucho tiempo, asi que decidimos vaciar el resto en una cápsula de porcelana e introducirlo a una mufla, donde los resultados serían los mismos. Paso 3: Repetición del
proceso con
variantes. Para esta etapa, decidimos
realizar el mismo proceso,
aunque le hicimos algunas
variaciones para intentar
conseguir un resultado
diferente. ¿Cuáles fueron las variaciones? Destruimos la pila, pero en esta ocasión
no la dejamos reposar como la vez
anterior, sino que inmediatamente después
de haber mezclado el residuo de pila con
el agua destilada, se procedió a filtrar
la mezcla. La mezcla se dejó aproximadamente 24
horas en reposo, lo cual hizo que se
evaporara y se secara un poco.

De nuevo, procedimos a hacer reacción
entre la pasta negra y Peróxido de
Hidrógeno, pero esta vez, esta sustancia
no era de uso comercial y tenía un aspecto
burbujeante desde el principio. La reacción del Peróxido de Hidrógeno fue más violenta esta vez, debido a la diferencia de la sustancia. En este caso, la liberación de oxígeno se distingue en forma de humo blanco y una mayor cantidad de burbujas en comparación al proceso anterior. La pasta fue llevada nuevamente a una
cápsula de porcelana e introducida a la
mufla, pero esta vez, dejamos el contenido
una hora, aprox. a 700ºC Como se aprecia en la imagen, el resultado
fue una mezcla completamente heterogénea
donde se pueden observar piedras grises,
amarillas, negras y blancas. ¿Qué sucedió con el agua contaminada? El agua contaminada por residuos de pila
será sometida a un proceso de examinación
ya que no es potable, aunque se vea
completamente cristalina esta
completamente contaminada por metales, lo
cual hace su proceso de purificación
más difícil. Conclusiones La sociedad debe reinventar una correcta educación hacia las baterías, depositándolas en los contenedores para el reciclaje de estas en vez de tirarlas a la basura.

El proceso de purificación de elementos puede ser muy costoso, además de utilizar grandes cantidades de agua y contaminarlas sin conciencia.

No encontramos un método para poder separar los metales, pero esperamos que nuestro proyecto sea de ayuda para lograr purificar el agua contaminada por metales tóxicos.
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