Objetivo El alumno identificará el fenómeno de la Electrolisis mediante la construcción de un sistema sistema electro electroquí químico mico a escala escala laborat laboratorio orio y plantear planteará á el mecanis mecanismo mo de conducción de un electrolito específico en solución.
Objetivos específicos a) Armar un un sistema sistema electroquímico electroquímico para realizar la electrolisis. electrolisis. b) Clasificar Clasificar las sustancias sustancias en en solución solución como conductoras conductoras (electrolito) (electrolito) o no de de la electricidad, utilizando corriente alterna de línea. c) Plant lantea earr el meca mecani nism smo o de cond conduc ucci ción ón de un elec electr tro olito lito en solu soluci ción ón aplicando corriente directa con electrodos inertes. d) Arumentar Arumentar la ausencia ausencia de conducció conducción n en los no electrolitos. electrolitos. e) !econ econoc ocer er los los dife difere rent ntes es estad stados os de ar areac eació ión n de las las sust sustan anc cias ias producidas por las reacciones de reducción en el cátodo y de o"idación en el ánodo. f) #erifi rifica carr la con conducción ión el$ct l$ctrrica ica en una sal fun fundid dida y su falt falta a de conducti%idad cuando está en estado sólido.
RESUMEN Palabras clave. Electrólisis: Es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio de la electricidad. En ella ocurre la captura de electrones por los cationes en el cátodo (una reducción) y la liberación de electrones por los aniones en el ánodo (una o"idación).
Electrolito: Es cualquier sustancia que contiene iones libres, los que se comportan como un medio conductor el$ctrico. &ebido a que eneralmente consisten en iones en solución, los electrólitos tambi$n son conocidos como soluciones iónicas, pero tambi$n son posibles electrolitos fundidos y electrolitos sólidos.
Corriente Directa: Es el flu'o de corriente que se dirie en una sola dirección. a corriente directa es un tipo de corriente el$ctrica la cual se conoce como corriente continua. Esta corriente el$ctrica es utilizada para enerizar diferentes circuitos el$ctricos y electrónicos en la radio electrónica es utilizada para la polarización de diferentes dispositi%os como resistencias, transistores, %ál%ulas al %acío, y así para el correcto funcionamiento de un aparato electrónico la corriente directa es creada por reacciones químicas, por acción de la luz o por inducción el$ctrica.
Corriente alterna: *e denomina corriente alterna a la corriente el$ctrica en la que la manitud y el sentido %arían cíclicamente, la forma de oscilación de la corriente alterna más com+nmente utilizada es la oscilación senoidal con la que se consiue una transmisión más eficiente de la enería, se refiere a la forma en la cual la electricidad llea a los oares y a las industrias. *in embaro, las se-ales de audio y de radio transmitidas por los cables el$ctricos, son tambi$n e'emplos de corriente alterna. En estos usos, el fin más importante suele ser la transmisión y recuperación de la información codificada (o modulada) sobre la se-al de la CA.
Ánoo: es un electrodo en el que se produce una reacción de o"idación, mediante la cual un material, al perder electrones, incrementa su estado de o"idación. *u %inculación al polo positi%o del correspondiente enerador implica tránsito de la corriente el$ctrica por el circuito e"terior desde el polo positi%o asta el neati%o es decir, transportada por caras positi%as.
C!too: Es un electrodo con cara neati%a que sufre una reacción de reducción, mediante la cual un material reduce su estado de o"idación al recibir electrones. a polaridad del cátodo, positi%a o neati%a, depende del tipo de dispositi%o. A %eces la condiciona el modo de operación, pues se establece se+n la dirección de la corriente el$ctrica, atendiendo la definición uni%ersal de corriente el$ctrica. En consecuencia, en un dispositi%o que consume enería (como una celda electrolítica) el cátodo es neati%o, y en un dispositi%o que proporciona enería, como una pila %oltaica (o pila de #olta o una batería) el cátodo es positi%o.
"ntro#cción. a Electro$#í%ica es una rama de la química que estudia la transformación entre la enería el$ctrica y la enería química. En otras palabras, las reacciones químicas que se dan en la interfaz de un conductor el$ctrico (llamado electrodo, que puede ser un metal o un semiconductor) y un conductor iónico que tambi$n es muy importante en el mundo (el electrolito) pudiendo ser una disolución y en alunos casos especiales, un sólido.
*i una reacción química es pro%ocada por una diferencia de potencial aplicada e"ternamente, se ace referencia a una electrólisis. En cambio, si la diferencia de potencial el$ctrico es creada como consecuencia de la reacción química, se conoce como un acumulador de enería el$ctrica, tambi$n llamado batería o celda al%ánica. as reacciones químicas donde se produce una transferencia de electrones entre mol$culas se conocen como reacciones redo", y su importancia en la electroquímica es %ital, pues mediante este tipo de reacciones se lle%an a cabo los procesos que eneran electricidad o, en caso contrario, son producidos como consecuencia de ella.
En eneral, la electroquímica se encara de estudiar las situaciones donde se dan reacciones de o"idación y reducción encontrándose separadas, físicamente o temporalmente, se encuentran en un entorno conectado a un circuito el$ctrico. Esto +ltimo es moti%o de estudio de la química analítica, en una subdisciplina conocida como análisis potenciom$trico.
a electrólisis fue descubierta accidentalmente en /011 por 2illiam 3icolson mientras estudiaba el funcionamiento de las baterías. Entre los a-os /044 y /045 el físico y químico inl$s 6icael 7araday desarrolló las leyes de la electrólisis que lle%an su nombre y acu-ó los t$rminos. a conducción electroquímica pura obedece la ley de om y se caracteriza principalmente por carecer de cambios fisicoquímicos durante el proceso de conducción (electrodos inertes). En el seundo tipo de conducción inter%ienen las reacciones de ó"ido8reducción, enerando cambios fisicoquímicos durante el proceso de conducción a partir del potencial de descomposición. *e pueden aplicar cualquiera de las siuientes formas para conseuir la presencia de iones libres capaces de conducir la electricidad.
&isolución de sustancias iónicas en sol%entes polares, como el aua.
Por reacción química entre el sol%ente y el soluto, como en los casos de la mezcla de ácido ac$tico 9 aua o de ácido clorídrico 9 aua.
Por influencia de un campo el$ctrico en di%ersos electrolitos de características específicas.
Por fusión de sales iónicas.
&plicaciones e la electrólisis
:ierro puro (;;,;< =>), en pedacitos, refinracterizaado electrolíticamente.
Producción de aluminio, litio, sodio, potasio, y manesio.
Producción de idró"ido de sodio, ácido clorídrico, clorato de sodio y clorato de potasio.
Producción de idróeno con m+ltiples usos en la industria? como combustible, en soldaduras.
a electrólisis de una solución salina permite producir ipoclorito (cloro)? este m$todo se emplea para conseuir una cloración ecolóica del aua de las piscinas.
a electrometaluria es un proceso para separar el metal puro de compuestos usando la electrólisis. Por e'emplo, el idró"ido de sodio es separado en sodio puro, o"íeno puro e idróeno puro.
a anodización es usada para proteer los metales de la corrosión.
a al%anoplastia, tambi$n usada para e%itar la corrosión de metales, crea una película delada de un metal menos corrosible sobre otro metal.
&iarama de 7lu'o
Conducción eléctrica en soln acuosa de Na2SO4 aplicando C.D.
Conducción a tr()es de una sal fundida *acer e%p. "gura 3
Anotar en la ta'la lo +ue se o'ser)a
A la soln de Na2SO4 agregar 5 gotas de fenoftaleina !ontar "gura 2
#eali$ar e%p. & llenar ta'la 2
Clasi"cación de electrolitos fuertes & dé'iles & no electrolitos
0Ac. acético 0/2SO4 r.a. & 1 0Na2SO4
lenar la ta'la 1
Tabla No.1 DE REPORTE
Ar!ar circuito "gura 1 )eri"cando +ue los electrodos tengan super"cie li!pias.
-ro'ar en for!a indi)idual cada una de las sustancias/2O dest. 0/2O -ota'le 0C/3O/ r.a. & 5 0sacarosa
Sustancia, sustancias puras y en solución acuosa.
Electrolito Fuert Débil No e
H2O Destilada H2O Potable CH3OH (alcohol Etílico) r.a. CH3OH al 5% C12H22O11 (Sacarosa) al 5% CH3COOH (ácido c!tico) "lacial CH3COOH al 1#% H2SO$ r.a. H2SO$ al 1#% a2SO$ al 1#% Sol&ci' de a2SO$ al 1#%
Corriete Directa (CD)
Observacion es
X
X X X X
-roduce gases 7ur'u8eo -roduce gases -resenta coloración lila alrededor de los electrodos. 9:; Ca!'io de color en el electrodo negati)o coloración !orada.
Reacción El :@ tiene una mayor tendencia a ser o"idada que el * B8@, por lo que puede e"presarse la formación del @, en el ánodo. *abemos que el : @ tiene una mayor tendencia a ser reducida que el 3a >, por lo que es de esperar que se obser%e en el
cálculo la formación de : @, por consiuiente en esta cedula electroquímica, el : @ es tanto o"idada como reducida, teniendo?
2 /2O9<; = O29g; > 4/>9ac; > 4e: (nodo 4 /2O9<; > 4e: = 2/29g;>4 O/9ac; c(todo 6 /2O9<; = O29g; > 2/29g;>4 O/9ac; > 4/>9ac;
