Informe de electrolisis completo

1. Introducción

En esta práctica desarrollamos dos métodos para la obtención de hidrogeno, la electrolisis y el desplazamiento de ácidos. A nivel industrial se emplea a menudo la electrolisis, método en el cual se utiliza agua con un electrolito y aplicándole electricidad se desprende el hidrogeno que se quiere obtener, este es un método mucho más ecológico, fácil y seguro que el desplazamiento de ácido en el cual se dan reacciones exotérmicas violentas y puede causar que el sistema colapse por la formación de vacío en los contenedores. Conocer cómo obtener este elemento es importante ya que es muy útil, el hidrogeno es el elemento que más forma compuestos y también tiene aplicaciones como nuevo combustible ecológico, como reactivo en la producción de amoniaco, para soldadura, etc.

1. Materiales y reactivos

Electrolisis

• Materiales:

• Baterías de 9 voltios en adelante.
• Circuito eléctrico.
• Cinta de aislar.
• Vaso de precipitado de 300ml.
• Bandeja o recipiente.
• Probeta de 10ml.
• Dos pedazos de grafito del mismo tamaño.
• Dos tubos de ensayo.

• Reactivos:

• Cloruro de sodio.

Desplazamiento de ácidos

• Materiales:

• Soporte universal.
• Dos aros.
• Mechero bunsen.
• Dos beakers.
• Malla de asbesto.
• Ampolla de decantación.
• Balón de fondo redondo con desprendimiento lateral.
• Manguera.
• Probeta.

• Reactivos:

• Granallas de zinc.
• Ácido sulfúrico a 2M.
• Agua destilada.

1. Objetivos

• Obtener hidrogeno a partir de electrolisis del agua.

• Obtener el hidrogeno por desplazamiento de agua a partir de solución de ácidos y zinc en el laboratorio.

• Identificar la presencia de hidrogeno a través de sus características físicas y químicas.

• Reconocer los diferentes montajes experimentales en el laboratorio para obtener hidrogeno.

1. Marco teórico

El hidrógeno es el elemento químico que en la tabla periódica ocupa el primer lugar y está representado por la letra (H). Tiene un número atómico de 1 y una masa atómica también muy próxima al 1, dado que su isótopo más abundante tiene un núcleo únicamente constituido por un protón. A temperatura y presión normales, esto es 0 ºC y 1 atm, se presenta como un gas y es extremadamente inflamable, siendo inodoro e incoloro. Sus moléculas están constituidas por dos átomos (molécula biatómica) que comparten entre si sus únicos electrones. Es el elemento más abundante en el universo y es uno de los más abundantes en la Tierra. Está presente en el agua y en todos los compuestos orgánicos y organismos vivos, pudiendo reaccionar químicamente con muchos otros compuestos.

A pesar de su abundancia en el universo, el hidrógeno es difícil de producir en grandes cantidades. Hoy en día el proceso más utilizado es el steam reforming del gas natural (operación en alta temperatura en la cual el gas natural es contactado con vapor de agua).Además de este, existen múltiples métodos de obtención de hidrogeno dos de estos son la electrolisis del agua y el desplazamiento de agua a partir de solución de ácidos y zinc.

Electrolisis de agua: es el proceso en donde el agua pasa por corrientes eléctricas, sus moléculas se alinean y se separan los átomos de hidrógeno. Fue descubierto en 1820 por el físico y químico inglés Michael Faraday. Consiste en la descomposición mediante una corriente eléctrica de sustancias ionizadas denominadas electrolitos. La palabra electrólisis procede de dos radicales, electro que hace referencia a electricidad y lisis que quiere decir ruptura.

Desplazamiento de agua a partir de solución de ácidos y zinc: comúnmente llamado reacción de óxido-reducción, consiste en la reducción de los hidrógenos de un ácido mediante un metal usualmente poco reductor (Fe, Zn, Al), en este proceso el metal se oxida y el ácido se reduce y de esta forma se obtienen los hidrógenos como un producto de la reacción.

APLICACIONES DEL HIDROGENO A NIVEL INDUSTRIAL

El hidrogeno es un elemento de suma importancia ya que a él se deben múltiples procesos que se llevan a cabo hoy en día como la producción de amoniaco, hidrogenación de aceites, hidrocracking del petróleo.

Producción de amoniaco: El amoníaco es un compuesto nitrogenado fundamental para la producción de fertilizantes y explosivos, El NH3 se obtiene exclusivamente por el método denominado Haber-Bosh. El proceso consiste en la reacción directa entre el nitrógeno y el hidrógeno gaseoso.

Hidrocracking del petróleo: es crackeo catalítico de los hidrocarburos que contiene el petróleo en presencia de hidrogeno.

Hidrogenación de aceites: se le denomina a la transformación de aceites en grasas mediante la adición de hidrógeno, se caracteriza por qué ocurre a altas presiones y temperaturas (T>110°c), por la acción de catalizadores (generalmente metales) y usualmente se utiliza para aumentar el punto de fusión de las grasas alimentarias.

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