Electrolisis de NaCl en solución Ignacio Vivanco-Carlos Valladares-Leonardo Gutiérrez 4°medIo C
Realizamos una electrolisis de cloruro de sodio, añadimos sal y agua destilada a un vaso de precipitación. Con dos tubos de ensayo los unimos con un palo de maqueta de 20 cm. Con ayuda de cinta adhesiva. Luego con el cable conductor le colocamos a cada extremo un electrodo de grafito que sacamos de las pilas y los colocamos en los tubos de ensayo con agua destilada. Luego procedimos a da vuelta los tubos de ensayo y colocarlos en el vaso de precipitación y observar lo que ocurría luego.
INTRODUCCIÓN Cuando se usa una solución acuosa en una celda electrolítica, debemos considerar si es el agua o el soluto el que se va a oxidar o reducir. En este caso la electrólisis es más complicada porque están involucradas más especies que pueden ser oxidadas o reducidas. Con el siguiente experimento intentaremos comprobar que es lo que sucede la solución de NaCl.
OBJETIVO -Efectuar la electrolisis de un electrolito en solución acuosa. -Observar el comportamiento de la solución y los electrodos durante el proceso. -Identificar los productos de la electrolisis e inferior la naturaleza de las transformaciones que tienen lugar. -Interpretar, por medio de ecuaciones parciales de oxidación y reducción los procesos que han tenido lugar. -Construir un generador de corriente eléctrica, pila de Daniell y medir la diferencia de potencial que produce. Aplicar la ecuación de nernst. HIPÓTESIS En el cátodo (el electrodo conectado al polo negativo de la pila) se libera hidrogeno y en el ánodo (el electrodo conectado al polo positivo) se libera gas cloro que se reconoce por el olor desagradable que desprende. En nuestro experimento se produce poco gas pero es importante recordar qie si aumenta la concentración el cloro es un gas muy toxico.
MARCO TEÓRICO La electrólisis del NaCl (cloruro de sodio) en fundición se puede realizar en una celda electrolítica común. El electrólito se encuentra formado por una fundición de cloruro de sodio (con un punto de fusión de 801ºC), que tiene un contenido de iones Na+ y Cl-. Los electrodos, constituidos por lo general de un material inerte como puede ser por ejemplo, el grafito, se encuentran conectados a través de un cable conductor a una fuente de corriente de tipo continua; uno de los electrodos se carga de manera negativa (el que se encuentra conectado al polo negativo) y el otro se conectado positivamente (el conectado al polo positivo). El electrodo que se encuentra cargado negativamente atrae hacia su superficie los iones de tipo positivos. Cada ion sodio recibe un electrón y este se reduce para formar un átomo de sodio. Los átomos de sodio en el electrodo se mezclan para formar sodio metálico que, debido a ser más denso, sale a la superficie del electrólito. Cátodo ( negativo) : Na+ + e- → Na ( reducción) El electrodo que se encuentra cargado positivamente trae hacia su superficie los iones de tipo negativos. Los iones cloruro dan un electrón al electrodo y se transforman en átomos de cloro, que se combinan para dar lugar a un Cl2 (g), que sube a la superficie en forma de burbujas: Ánodo ( positivo): 2 Cl- → Cl2 + 2e- ( oxidación)
Materiales -2 tubos de ensayo -Dos electrodos de grafito -Cargador de notebook -Cables conductores -Vaso de precipitación -Cinta adhesiva -Sal de cocina (NaCl) -Agua destilada -Palitos de maqueta -Un corcho nuevo
PROCEDIMIENTO 1. Preparar 200ml una solución de NaCl de un vaso de pp. 2. fijar dos tubos de ensayo con cinta adhesiva a un palito de maqueta de unos 20 cm de longitud. 3. llenar los tubos con agua destilada. 4. conectar a cada electrodo de grafito los cables conductores, colocar los electrodos en cada tubo, para ello ayúdese con el trocito de corcho. 5. cerrar el circuito con el cargador de notebook y hacer circular la corriente durante 10 minutos aproximadamente. 6. registrar los cambios que se produzcan en el ánodo y el cátodo. 7. desconectar la fuente de poder. Retire los tubos de la solución en forma ascendente (sin verterlos) retire los electrodos y observe si han cambiado de aspecto, percibir el olor, particularmente el del ánodo. 8. para comprobar la presencia de hidrogeno en el cátodo utilizaremos un encendedor. Espere las instrucciones del profesor. 9. agregar fenolftaleína (indicador acido base que es incoloro se el medio es ácido y fucsia , si es básico) en el cátodo. 10. escriba las semireacciones.
RESULTADO
Cuando el cloruro de sodio se disuelve en agua se produce la ionización y en la celda electrolítica existen cuatro clases de iones dos positivos Na+ y H+ y dos negativos Cl- y OHLos iones H y Na son atraídos por el cátodo pero solamente el hidrogeno gana un electrón y se convierte en un átomo no así el sodio, puesto que tiene mayor potencial eléctrico. Los iones Cl y OH son atraídos por el ánodo pero solamente el cloro se descarga, no es así el OH. Los iones La y OH quedan en la solución y reaccionan. Na + OH
NaOH
Por lo tanto el proceso se tiene como: 2NaCl + 2H2O --> 2NaOH+ H2+ Cl2
CONCLUSIÓN Se puede concluir, que cuando se comenzó a realizar el proceso de electrolisis, hubo una reacción química, el cual era producido, por medio de la corriente eléctrica proveniente del electrodo, descomponiendo los compuestos químicos y desasiéndolos en iones. En si lo que ocurre en este proceso, es una reacción de oxidación-reducción, donde la fuente de alimentación eléctrica se encarga de aportar la energía necesaria. Con el desarrollo del trabajo presentado pudimos conocer un poco más sobre la este proceso y su funcionamiento, puesto a que la electrolisis es un proceso, sencillo a realizar fue interesante, también deducir la aplicación que esta tiene nivel industrial y comercial. También sobre los puntos relacionados con la electroquímica. Posteriormente se ha de mencionar que se ha de aplicar una corriente eléctrica continua mediante un par de electrodos conectados a una fuente de alimentación eléctrica ya se ha una batería que genere no más de 2.4voltios los cuales estarán sumergidos en la disolución .El electrodo el cual estará conectado al polo positivo se conoce como ánodo, y el que está conectado al negativo se le conoce como cátodo.
