Informe de organica. Obtención de hidrogeno II.

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Escuela Superior Politécnica del Litoral

FCNM

Ingeniería Química

Título: Obtención de hidrogeno II.

Profesor:

Raquel Amalia Román García

Elaborado por:

Sánchez Basurto Carlos Xavier

Guayaquil-Ecuador

Objetivo General:

• Comprender e identificar el gas que se obtiene por la descomposición de sustancias ionizadas denominadas electrolitos mediante una corriente eléctrica.

Objetivos específicos:

• Obtención del gas hidrogeno mediante la electrolisis del agua, ya que esta se separa en oxigeno e hidrogeno por medio de electricidad.

• Determinar propiedades  químicas y físicas que posee el gas hidrogeno y sus respectivos usos en la industria.

• Identificar y determinar los diferentes tipos de electrol9izadores, ya que esto depende la constitución interna del equipo.

• Fomentar una metodología de estudios más activa, de manera participativa y trabajo en grupo.

Fundamentos de la práctica:

La electrolisis consiste en la descomposición mediante un corriente eléctrico de sustancias ionizadas denominadas electrolitos. La palabra electrolisis procede de dos radicales, electro que hace referencia a electricidad y lisis que quiere decir ruptura. En el proceso se desprende el oxígeno y el hidrogeno.

La electrolisis del agua es un método de producción de hidrogeno por el cual la molécula de agua se separa en hidrogeno y oxigeno por medio de electricidad.

Marco Teórico:

Las reacciones  pueden ser clasificadas de la siguiente manera:

• Redox.- Se denomina reacción de reducción-oxidación, de óxido-reducción o, simplemente, reacción redox, a toda reacción química en la que uno o más electrones se transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus estados de oxidación.

Para que exista una reacción de reducción-oxidación, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones, y otro que los acepte.

• Descomposición.- Muchas moléculas que son estables a temperatura ambiente se descomponen al calentarse, los cuales se generan 2 o 3 más.

• Neutralización.- Son las reacciones entre un ácido y una base, con el fin de determinar la concentración de las distintas sustancias en la disolución.
  Tienen lugar cuando un ácido reacciona totalmente con una base, produciendo sal y agua. Sólo hay un único caso donde no se forma agua en la reacción, se trata de la combinación de óxido de un no metal, con un óxido de un metal.

Hidrogeno: Con un número atómico igual a 1, el hidrógeno es el más simple de todos los átomos y el elemento que forma más compuestos, y como la mayoría de los gases es diatómico, pero se disocia en átomos libres a altas temperaturas. Se conocen tres isótopos del hidrógeno 1H, 2H (deuterio, D) y 3H (tritio, T).

Aunque los efectos isotópicos son los mayores en el caso del hidrógeno, lo cual justifica el uso de nombres diferentes para los dos isótopos más pesados, las propiedades químicas del H, D, T son esencialmente idénticas excepto en materias tales como velocidades y constantes de equilibrio de las reacciones.

• La molécula de hidrógeno, en condiciones usuales, es un gas incoloro, inodoro e insípido.

• Buena conductividad calorífica.

•  Punto de fusión es de 14025 K y de ebullición de 20268 K.

• Tiene gran rapidez de transición de las moléculas a la fase gaseosa de ahí la ausencia casi total del hidrógeno en la atmósfera terrestre.

Propiedades físicas:

• Las combinaciones con metales alcalinos y alcalinotérreos excepto Be y Mg., son esencialmente enlaces iónicos.

• Su peso atómico es de 1.00974 uma.

• Con los no metales son enlaces del tipo covalente.

• El hidrógeno reacciona con la mayoría de los elementos.

Las reacciones se pueden dar de tres tipos:

• Un metal de un elemento desplaza a un ion metálico de otro elemento en solución.

• Un metal de un elemento desplaza gas hidrogeno de un ácido o del agua.

• Un elemento halógeno desplaza a otro elemento halógeno.

 Leyes de Faraday:

• La masa de una sustancia depositada en un electrodo durante la electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad transferida a este electrodo. La cantidad de electricidad se refiere a la cantidad de carga eléctrica, que en general se mide en coulombs.

• Para una determinada cantidad de electricidad (carga eléctrica), la masa depositada de una especie química en un electrodo, es directamente proporcional al peso equivalente del elemento. El peso equivalente de una sustancia es su masa molar dividido por un entero que depende de la reacción que tiene lugar en el material.

Electrolizadores:

Existen tres tipos de electrolizadores.

• Alcalino.

• Membrana polimérica.

• Oxido sólido.

Agente reductor.- Es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir, siendo oxidado.

Agente oxidante: Es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo reducido.

Metodología:

Materiales:

• 2 buretas de 60 ml.

• Voltímetro.

• Alimentador.

• Electrodos de grafito.

• 1 soporte universal.

• 1 pinza para bureta.

• 1 vaso de precipitación de 200 ml.

Reactivos:

• Agua.

• Ácido sulfúrico (H2SO4).

Procedimiento:

Proceso de electrolisis:

1. Colocar los cables del voltímetro (positivo y negativo) a cada uno de los electrodos de grafito respectivamente.

1. Colocar un vaso de precipitado 400 ml de agua y 10 ml de ácido y mezclarlos.

1. Añadir la solución en el alimentador hasta que llene las buretas de 50 ml, hasta el cero, para luego cerrar las buretas.

1. Encender el voltímetro con una corriente de 5 Amperios, empezando con 5 V para que ocurra la reacción. Observe lo que ocurre.

1. Tomar el tiempo hasta que el hidrogeno llegue a la mitad del volumen de la solución (25 ml).

1. Tras dejar el tiempo, anotar los resultados.

Análisis de resultados:

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Con la ecuación de estado podemos obtener la cantidad de moles de cada uno de los gases:

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Con la ecuación de la ley de Faraday podemos calcular los gramos de gas en los electrodos

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