– OBTENCIÓN ELECTRO – ELECTRO OBTENCIÓN DE HIDROXIDO DE SODIO (Pila de mercurio) 1. OBJETIVOS 1.1. OBJETIVO GENERAL
Obtener mediante electrolisis en celdas de mercurio, el NaOH y el Cloro a partir de una solución de Cloruro de Sodio.
1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Obtener cloro a partir de una solución de cloruro de sodio.
Observar los cambios cualitativos en la electrólisis.
2. FUNDAMENTO TEORICO.
Cloruro de sodio
La sal gema es clor uro de sodio más o menos puro obtenido por métodos de m inería en canteras o minas. La sal común es cloruro de sodio de pureza comprendida entre 97-99% obtenido por evaporación de disoluciones acuosas de sal. Las salmueras, son disoluciones naturales o artificiales de cloruro sodico de distinta concentración de pureza. Propiedades del cloruro de sodio:
El cloruro de sodio puro, producto de la reacción entre el NaOH y HCl, es un producto blanco, cristalino, que se disuelve fácilmente en agua; pero cuya solubilidad apenas aumenta con la temperatura (en 100 g de H2O se disuelven a 0ºC, 35.6 g; a 100ºC se disuelven 39.1 g de NaCl). La sal cristaliza sin agua de cristalización, pero los cristales pueden contener agua ocluida, lo que se pone de manifiesto porque al calentar los cristales decrepitan. El NaCl sólido, funde a 801ºC y hierve a 1440ºC. La disolución acuosa saturada hierve a 1 07.7ºC. Es necesario para la vida de hombres y animales y también para las plantas marinas, no así para las terrestres. Estado natural:
El NaCl es una de las sales más extendidas en la naturaleza, pues es el componente principal de las sales disueltas en el agua del mar y de los lagos interiores salobres (el contenido medio de NaCl en los océanos es del 3%). En mares interiores desecados, se han formado yacimientos de sal en diferentes épocas geológicas. Las reservas mundiales de sal se estiman en 36000 billones de Tn. en el agua del mar y 1000 billones de Tn. en yacimientos.
HIDRÓXIDO DE SODIO (SODA CÁUSTICA)
El hidróxido de sodio (NaOH) (NaOH) o hidróxido sódico, también conocido como sosa cáustica o soda cáustica, es un hidróxido un hidróxido cáustico cáustico usado en la industria (principalmente como una base una base química) química) en en la fabricación de papel, tejidos, y detergentes. detergentes. Además es usado en la Industria Petrolera en la elaboración de Lodos de Perforación base Agua. A temperatura ambiente, el hidróxido de sodio es un sólido blanco cristalino sin olor que absorbe humedad del aire (higroscópico). Es una sustancia manufacturada. Cuando se disuelve en agua o se neutraliza con un ácido libera una gran cantidad de calor que puede ser suficiente como para encender materiales combustibles. El hidróxido de sodio es muy corrosivo. Generalmente se usa en forma sólida o como una solución de 50%.
El hidróxido de sodio se usa para fabricar jabones, crayón, papel, explosivos, pinturas y productos de petróleo. También se usa en el procesamiento de textiles de algodón, lavandería y blanqueado, revestimiento de óxidos, galvanoplastia y extracción ele ctrolítica. Se encuentra comúnmente en limpiadores de desagües y hornos.
OBTENCIÓN DE NaOH CON CELDAS DE MERCURIO:
Estas células se fundamentan en la propiedad del sodio de formar con el mercurio (cátodo) una amalgama líquida, que se descompone con el agua en NaOH (disolución al 50%), H 2 y Hg. El cloro se desprende en el ánodo. Desde el punto de vista ecológico, las electrólisis con cátodos de mercurio han estado acusadas de contribuir a la contaminación atmosférica y acuífera. Actualmente la técnica moderna ha puesto a punto ánodos dimensionalmente estables construidos de titanio, recubiertos de metales nobles, que proporcionan una economía en el consumo energético y permiten obtener un cloro más puro, sin contaminación de CO2 y otras materias orgánicas cloradas. Los efluentes (líquidos y gaseosos) son desmercurizados. Es muy importante mantener las emisiones de mercurio lo más bajas posibles, pues es un material tóxico a bajas concentraciones. Tanto el hidrógeno como el cloro producidos se secan, purifican y comprimen para ser almacenados en cilindros y posteriormente ser utilizados.
APLICACIONES:
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La sosa cáustica es uno de los productos químicos con mayor presencia en la actividad industrial. Su empleo se extiende a los siguientes me rcados:
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Química Orgánica e Inorgánica: Fabricación de compuestos de sodio que pueden, a su vez, ser intermedios (como el Fenolato Sódico) en la preparación de aspirina o producto final como el hipoclorito de sodio, importante blanqueador y desinfectante base de lejías.
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Industria Textil: Operaciones de acabado y apresto como el mercerizado, en el que mejore el brillo y la absorción de tintes, la limpieza removiendo ceras y pectinas, y el blanqueado con un agente oxidante. Detergentes y Tensioactivos: La sosa interviene en la hidrólisis de grasas y aceites vegetales y animales, para producir los detergentes. En la fabricación de los polvos, intervienen además otros compuestos de sodio en el que también esta presente la sosa. Producción de Gas y Petróleo: La sosa se emplea en perforación para controlar el Ph de los barros y lodos, y también como bactericida. En el refino del petróleo, se emplea para extraer azufre, compuestos de azufre y ácidos.
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Producción de Aluminio: Extracción de la alúmina de la bauxita, mineral base.
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Industria del Rayón: Disolución de la lignina de la pulpa. Industria Alimenticia: Refino de aceites animales y vegetales, limpieza de botellas y equipos de fabricación de cervezas y pelado de papas, frutas y vegetales. Tratamiento de Agua: Control del Ph y r egeneración de resinas iónicas.
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Industria de la Celulosa y el Papel: La sosa actúa sobre la pulpa para producir celulosa. En la industria papelera, blanquea la materia prima reciclada.
Industria Agrícola: Tratamiento de la paja para mejorar su valor nutritivo y digestibilidad. Limpieza de equipos lácteos. Otros Usos: Decapado de pinturas, agente extractor en secado, en el esmaltado e incluso en desengrase y limpieza de metales.
3. MATERIALES
Dos vasos de precipitados de 1000 ml.
Crisol de porcelana.
Tapón de goma con dos orificios.
Cables. Recipiente de Plástico.
Electrodo de grafito.
Solución saturada de NaCl.
Alambre de Fe.
Mercurio.
Tubo de vidrio.
Fenolftaleína.
Pinza.
4. PROCEDIMIENTO
INICIO Verter H al crisol de orcelana. Colocar el crisol en el vaso de precipitados. Verter NaCl en el vaso de precipitados.
Armar el circuito según el grafico.
Conectar la fuente de corriente continua.
La electrolisis se realiza 15 min.
Al terminar la electrolisis se saca el crisol.
Colocamos el crisol en el otro vaso de precipitados.
Lavar el mercurio varias veces con agua destilada para evitar que no quede NaOH en el me rcurio.
FIN 5. CALCULOS Y RESULTADOS. El sistema armado en laboratorio es el siguiente:
Fuente de Corriente Continua.
Naranja de Metilo.
La solución saturada de hidróxido de sodio contenía las siguientes proporciones: volumen total: 1500 ml
= 300 Una vez armado el sistema comenzamos la experimentación, encendiendo la fuente de corriente continua, observándose como la solución saturada de NaCl empieza a interactuar con el mercurio gracias a la corriente continua proporcionada. La fuente de corriente continua trabajo con:
= 6.4 []
= 0.80[ ]
= 15
Se observó como en el ánodo (grafito) existía un desprendimiento de gas, que por las características del olor se trataba de gas Cloro. Después de haber trabajado durante 15 minutos se cortó la corriente para observar el producto formado con el mercurio, al destapar el tapón del vaso de precipitados se sintió un olor bastante penetrante a gas de Cloro, posteriormente se separo el crisol en otro vaso de precipitados y que con ayuda de agua destilada se fue lavando el mercurio para así poder obtener el producto deseado. Para verificar si realmente se obtuvo NaOH, se pusieron de 2 a 3 gotas de fenolftaleína en la solución obtenida tornándose ésta un color rosado intenso indicando un pH alcalino. Finalmente, una vez obtenido el producto deseado, éste estaba mezclado con agua y se lo sometió a evaporación formándose cristales blancos, característica propia del NaOH. Con esta prueba cualitativa se confirmó la formación de NaOH, además de
observar que es un proceso rápido y eficaz sin embargo sede manejar cuidadosamente el mercurio con el que se trabaja puesto que se producen pérdidas de NaOH además de ser una sustancia toxica.
6.
CONCLUSIONES.
Mediante pruebas cualitativas confirmamos la formación de NaOH a partir de la electrolisis de NaCl utilizando el indicador apropiado; además de hidróxido de sodio, se confirma la formación de cloro gaseoso el cual se confirmó por la presencia del olor característico el momento de la reacción. Se demuestra la aplicación eficaz de la electrolisis para obtener productos de gran importancia y utilidad para el humano.
7. CUESTIONARIO. a) Explicar porque no debe estar en contacto el Fe con la solución de NaCl. R.- esto es debido a que en vez de electro depositarse el NaOH lo único que se lograría electro depositar seria el Fe, con lo que también se puede hacer referencia a los potenciales estándar de reducción de los elementos pertinentes en la práctica. b) Explicar y fundamentar porque se neutraliza el sodio en el cátodo y no en el hidrogeno. R.- esto hace referencia en base a la atracción existente entre los iones, por ejemplo en la experimentación el Catodo es el Mercurio por lo que el Sodio es atraído hacia el mercurio pero no como solido, sino que con el Mercurio, el Sodio forma un amalgama para que luego pueda ser separado como NaOH con la adición de agua, cosa que no ocurriría con e l Hidrogeno, ya que no formaría ningún compuesto en específico. c)
Indicar las ventajas y/o desventajas de este método.
R.- No se pueden mostrar muchas ventajas de este método ya que siempre mostrara un rendimiento bastante bajo y lo mas desventajoso de este método es que al utilizar un elemento como el Mercurio que es muy nocivo para la salud, se contamina en gran magnitud el agua con la que se está trabajando para poder obtener un buen producto, por lo que este método de obtención, industrialmente esta casi ya descartado en todas las empresas del mundo, además teniendo en cuenta que este método al ser muy toxico es bastante costoso por la utilización de mercurio.
8. BIBLIOGRAFIA.
wikipedia.org/hidorxido de sodio/wiki
www.textoscientíficos.org/obtenciónsosacautica
Html.rincondelvago.com/obtención-de-cloro-membrana-html
M.monografias.com/trabajos89/la-electroquimica/la-electroquimica.shtml
