Separacion Electrolitica

Objetivos:

-Conocer el aparato de Hoffman para la electrólisis del agua.

-Cuantificar la carga eléctrica implicada en la electrólisis del agua, así como el volumen de las sustancias producidas en los electrodos.

-Determinar el rendimiento de la reacción.

-Determinar experimentalmente el valor del número de Avogadro

Introducción:

En la conducción electrolítica, la carga eléctrica es transportada por iones, y no ocurrirá a menos que los iones del electrólito puedan moverse libremente. La conducción electrolítica se da principalmente en las sales fundidas y en las disoluciones acuosas de electrólitos. Al contrario de una reacción redox espontánea, que da lugar a la conversión de energía química en energía eléctrica, la electrólisis es un proceso en el cual la energía eléctrica se utiliza para provocar una reacción química no espontánea.

Las medidas de conductividad se utilizan de forma rutinaria en muchas aplicaciones industriales y medioambientales como un modo rápido, barato y fiable de medir el contenido iónico en una solución.1 Por ejemplo, la medida de la conductividad del producto es un modo típico de supervisar instantánea y continuamente la tendencia del funcionamiento de los sistemas de purificación del agua.

Dado que el agua pura no conduce electricidad, si se le agregan unas gotas de ácido sulfúrico (H2SO4), se utilizan electrodos de platino y se aplica corriente continua nos encontramos con que el volumen de H2 (cátodo) es el doble que el de O2 (ánodo). Cuando ya sólo quede en el tubo de ensayo el H2 y el O2 utilizando una astilla observaremos que en el O2 arde intensamente mientras que en el H2se produce una explosión.

Si cuidadosamente uniéramos el oxígeno con el hidrógeno, por ejemplo colocando los dos polos dentro del mismo tubo de ensayo, al acercar una chispa eléctrica no solo tendríamos una pequeña explosión sino también notaremos unas pequeñas gotitas de agua en las paredes del tubo, que fueron originadas por la unión de dos hidrógenos y un oxígeno gracias a la chispa eléctrica.

Así pues la electrolisis, parte de la química que trata de la relación entre las corrientes eléctricas y las reacciones químicas, y de la conversión de la energía química en eléctrica y viceversa. En un sentido más amplio, la electrolisis es el estudio de las reacciones químicas que producen efectos eléctricos y de los fenómenos químicos causados por la acción de las corrientes o voltajes.

La mayoría de los compuestos inorgánicos y algunos de los orgánicos se ionizan al fundirse o cuando se disuelven en agua u otros líquidos; es decir, sus moléculas se disocian en componentes cargados positiva y negativamente que tienen la propiedad de conducir la corriente eléctrica. Si se coloca un par de electrodos en una disolución de un electrólito (o compuesto ionizable) y se conecta una fuente de corriente continua entre ellos, los iones positivos de la disolución se mueven hacia el electrodo negativo y los iones negativos hacia el positivo. Al llegar a los electrodos, los iones pueden ganar o perder electrones y transformarse en átomos neutros o moléculas; la naturaleza de las reacciones del electrodo depende de la diferencia de potencial o voltaje aplicado.

Desarrollo matemático:

Los datos recabados son los siguientes (tomados a una temperatura de 23ºC y a la presión existente en Ciudad Universitaria:

Tiempo [s] intensidad de corriente eléctrica [mA]

30 659

60 675.1

90 682.3

120 679.2

150 668.9

180 685.9

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