Hidrolisis

TEMA: Hidrólisis del agua

OBJETIVO: Realizar la hidrólisis del agua.

OBJETIVO ESPECÍFICO:

• Comprobar el efecto de la electricidad sobre el agua.

• Comprobar que la electrólisis es una fuente de energía

• Comprender porque sucede la electrólisis

• Demostrar que el Cu (SO4) puede contribuir la electrólisis.

MARCO TEÓRICO:

PARTE I

HIDRÓLISIS DEL AGUA

El agua es una molécula con gran importancia para la vida, pues sus características químicas son únicas e imprescindibles para ello; pero en este caso dejaré las propiedades del agua para otra ocasión y solamente mencionaré su formulación química, mundialmente conocida: H2O

Como su propia fórmula indica, la molécula de agua está formada por dos partes de hidrógeno y una de oxígeno, dos elementos, teóricamente, separables si se les aplica una determinada energía que rompa la molécula; lo que se conoce como una reacción endotérmica. Esta energía puede ser, por ejemplo, una corriente eléctrica atravesando el líquido.

La electrólisis o hidrólisis del agua es la descomposición de agua (H2O) en gas de oxígeno (O2) e hidrógeno (H2) por medio de una corriente eléctrica a través del agua. Este proceso electrolítico es raramente usado en aplicaciones industriales debido a que el hidrógeno puede ser producido a menor costo por medio de combustibles fósiles.

Una fuente de poder eléctrica es conectada a dos electrodos, o dos platos (típicamente hechos de algún metal inerte como el platino o acero inoxidable), los cuales son puestos en el agua. En una celda propiamente diseñada, el hidrógeno aparecerá en el cátodo (el electrodo negativamente cargado, donde los electrones son bombeados al agua), y oxigeno aparecerá en el ánodo (el electrodo positivamente cargado). La cantidad de hidrógeno generado es el doble que la de oxigeno, y ambas son proporcionales al total de carga eléctrica que fue enviada por el agua. Sin embargo, en varias celdas las reacciones del lado competidor dominan, resultando en diferentes productos.

La electrolisis de agua pura requiere una gran cantidad de energía extra en forma de sobrepotencial para romper varias barreras de activación. Sin esa energía extra la electrólisis de agua pura ocurre muy lentamente si es que logra suceder. Esto es en parte debido a la limitada autoionización del agua. El agua pura tiene una conductividad eléctrica alrededor de una millonésima parte de la del agua de mar. Varias celdas electrolíticas pueden no tener los electrocatalizadores requeridos. La eficacia de la electrólisis aumenta con la adición de un electrolito (como la sal, un ácido o una base) y el uso de electrocatalizadores.

La reacción química que tiene lugar es la siguiente: 2 H2O 2 H2 + O2

ELECTRÓLISIS CON CLORURO DE SODIO:

La electrólisis con cloruro de sodio (sal de mesa común) se la utiliza ya que el NaCl es una sustancia que contiene iones libres, los que se comportan como un medio conductor eléctrico..

PARTE II

ELECTRÓLISIS CON SULFATO DE COBRE:

La electrólisis del sulfato de cobre (II), sal bastante soluble en agua, se produce a través de los fenómenos descritos en el dibujo, de acuerdo con la facilidad de descarga de los iones en los electrodos respectivos. Se emplean primeramente electrodos metálicos.

En el ánodo se descargará el OH-, y en el cátodo el Cu2+

Ánodo: OH- -2e = ½ O2 (gas) + H+

Cátodo: Cu2+ + 2e = Cu(s)

quedando en disolución ácido sulfúrico, que producirá un pH ácido que se puede caracterizar con el indicador apropiado.

ELECTROLITOS:

Un electrolito o electrólito es cualquier sustancia que contiene iones libres, los que se comportan como un medio conductor eléctrico. Debido a que generalmente consisten de iones en solución, los electrólitos también son conocidos como soluciones iónicas, pero también son posibles electrolitos fundidos y electrolitos sólidos.

Todos los electrólitos al disolverse en agua dan iones. Difieren entre sí en la clave de iones que producen. Así, algunos dan iones con dos y tres cargas positivas o negativas. Esto significa que si son cationes, para neutralizarse requieren dos o tres electrones, y que si son aniones, para neutralizarse pierden dos o tres electrones. Este hecho se hace constar mediante el recurso de duplicar y triplicar los signos que afectan a los símbolos de los iones. También se tienen casos de iones simples formados por un solo átomo y de iones compuestos formados por grupos de dos o más átomos.

Ánodo

Ánodo, sin importar el tipo de celda (electrolítica o voltaica) se define como el

electrodo en el cual se produce la oxidación porque algunas especies pierden electrones. Este posee carga positiva y a él migran los iones o cargas negativas.

Cátodo

Cátodo, sin importar el tipo de celda (electrolítica o voltaica) se define como el

electrodo en el cual se produce la reducción porque algunas especies ganan electrones. Este posee carga negativa y a él migran los iones o cargas positivas.

Reducción:

Reacción donde ocurre una disminución del estado de oxidación, generalmente por la ganancia de electrones.

Oxidación:

Reacción donde ocurre un aumento del estado de oxidación, generalmente por la pérdida de electrones.

MATERIALES:

Voltámetro casero

2 tubos de ensayo

3 vasos de precipitación

Varilla de agitación

SUSTANCIAS:

Clavo

Barro de cobre

Cloruro de Sodio (NaCl)

Grafito

Sulfato de Cobre

Agua

PROCEDIMIENTO:

PARTE I

Hidrólisis con cloruro de sodio:

• En el vaso del voltámetro se encuentra dos barras de grafito.

• Colocamos en el vaso del voltámetro 250ml de agua

• Agregamos 25 gramos de sal y agitamos bien con la varilla de agitación

• Esta mezcla la colocamos en el agua

• Seguidamente tapamos con los tubos de ensayo de

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