Electrolisis.. Aplicar la electrólisis para realizar diversas reacciones

Fecha: 21 de noviembre del 2017.

Nombre de los integrantes del equipo:        Grupo: 605              Sección: A             QUÍMICA

• Cedeño Parra Luis.
• Cervantes González Luis Enrique.
• Cruz Ortega Joel Jalil.
• Gil Ruiz Ulises Gael.

Nombre del profesor de laboratorio: Espinosa Bueno Juana Silvia.

Electrólisis (U-1)

Objetivos:

• Comprender el proceso de electrólisis.
• Aplicar la electrólisis para realizar diversas reacciones.

Resultados:

Para llevar a cabo los experimentos utilizamos diferentes soluciones como NaCl (Cloruro de Sodio), KY (Yoduro de Potasio) y CuSO4 (Sulfato de Cobre (II)), asimismo utilizamos puntillas de lápiz que representarían los electrodos, el cátodo y el ánodo respectivamente. En el cátodo, será el encargado de recibir a los cationes (iones con carga positiva) de la disolución y estará conectado al polo negativo de la pila. Por otro lado, el ánodo será el encargado de recibir a los aniones (iones con carga negativa) de la disolución y se encontrará conectado al polo positivo de la pila.

En resumen, el cátodo o electrodo negativo recibirá a las partículas positivas (cationes) y el ánodo o electrodo negativo recibirá a las partículas negativas (aniones).

Nuestros electrodos estaban hechos de puntillas de lápiz que sabes se componen por grafito, una de las formas alotrópicas (posee propiedades atómicas diferentes) en las que se puede presentar el Carbono junto al diamante, el motivo por el cual el grafito tomó el papel de electrodo es porque el grafito es capaz de conducir electricidad y de tal modo contribuyen a que se pueda realizar el proceso de electrólisis.

En este caso nuestros electrólitos fueron las diferentes disoluciones que utilizamos, es decir, la sustancia diluida (o al menos mezclada) en agua.

1. Electrólisis del Cloruro de Sodio (NaCl)

Primeramente, en el interior de una caja Petri, colocamos agua destilada hasta la mitad de su capacidad, en ella agregamos un poco de NaCl (alrededor de un gramo) y después agitamos; los iones presentes son Na+ (Sodio) y Cl- (Cloruro). Después agregamos 2 gotas de fenolftaleína a nuestra disolución, aunque está no mostró ningún cambio esto se debe a que teníamos una sal y como sabemos las sales estarán formadas por un catión y un anión, en donde el catión será una base y el anión un ácido.

Al separarlos con nuestra “celda electrolítica”, notamos que el cátodo atrajo al Sodio y el ánodo al Cloro. Al ver cómo se separaron las sustancias pudimos observar que del lado del cátodo el agua empezó a adquirir un color rosa, de tal modo que de ese lado se presentaba una base.

La reacción global de electrólisis del NaCl es:

[pic 1]

Lo que sucedió en el cátodo fue una reacción de reducción, es decir el Sodio recibió un electrón para pasar de Na1+ a Na0, es decir, paso de ser un catión a ser una sustancia en su estado elemental.

Reacción de reducción en el cátodo o semirreacción de reducción:

[pic 2]

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.

Mientras tanto en el ánodo ocurrió una reacción de oxidación, es decir, el Cloro da un electrón para pasar de Cl- a Cl2, recordando que pasa a ser un elemento libre, o sustancia elemental y cada átomo tiene estado de oxidación CERO.

Reacción de oxidación en el ánodo o semirreacción de oxidación:

[pic 3]

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.

1. Electrólisis del Yoduro de Potasio. (KI)

Al igual que en el experimento anterior, en una caja Petri colocamos agua hasta la mitad de ésta, adicionamos aproximadamente un gramo de sustancia (KI) y agitamos para luego colocar 2 gotas de fenolftaleína. Los iones presentes en esta disolución fueron K+ (Potasio) y I- (Yoduro). Con la fenolftaleína nuevamente no se observó ningún cambio en la coloración de nuestra disolución.

Al separarlos, el cátodo atrajo a los iones Potasio y llevo a cabo una reducción, por otro lado, el ánodo a los iones Yoduro y llevo a cabo una oxidación.

La reacción global de electrólisis del KI es:

[pic 4]

En el cátodo se llevó a cabo la reacción de reducción como corresponde, pero algo que notamos es que al separar nuestra sal encontramos que el catión (K+) al interactuar con el agua nos formó Hidróxido de Potasio o Potasa Caustica (KOH), es decir, nos formó una base y de ese lado también encontramos que la fenolftaleína tornó a color rosado.

Reacción de reducción en el cátodo o semirreacción de reducción:

[pic 5]

[pic 6]

Como se nos muestra en nuestra reacción del agua notamos que NO se llevó a cabo la electrolisis del agua, pues de ser así la reacción sería:  [pic 7]

Sin embargo, lo que ocurrió en ésta fue una reducción en el cátodo, pues el hidrógeno tornó de ser un catión a ser sustancia elemental que fue desprendida como un gas y a esto se debió el burbujeo en este, mientras que al quedar solo el ion potasio interactuó con el ion hidroxilo formando el KOH.

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