I. RESUMEN

En este informe trataremos sobre la electrolisis el cual es muy importante por sus distintas aplicaciones en las industrias, como para la obtencin y refinacin de metales, tambin se usa para evitar la corrosin de ciertos metales (galvanoplastia).Nuestro objetivo en esta prctica es poder identificar los productos formados o depositado en los electrodos.

II. INTRODUCCIONAl girar la llave de un auto, al encender una linterna de mano, se inicia una reaccin qumica que involucra transferencia de electrones (reacciones redox) y debido a ello podemos disponer de ambas fuentes, energa elctrica continua.La antena del televisor, radio, el parachoques de los automviles; estn recubiertos por una capa muy delgada de cromo, lo cual los embellece y adems lo protege de la corrosin; la obtencin de los metales como el cobre, sodio, aluminio estn ntimamente relacionados con los procesos electroqumicos y por ello es de suma importancia conocer los principios tericos y prcticos que tiene la electrlisis.La aplicacin anterior es del tipo industrial, a continuacin mencionaremos otro ejemplo pero ahora se resalta la importancia del conocimiento de esta disciplina en la complejidad del funcionamiento de la naturaleza:Se ha dicho que el corazn humano es una maravilla de la eficiencia y confiabilidad .y con marcada razn; este pequeo rgano en un da normal bombea ms de 7000 L de sangre a travs del sistema circulatorio, por lo regular con el mantenimiento de tan slo una dieta y estilo de vida saludables. En general pensamos en el corazn como un dispositivo mecnico, un msculo en donde circula la sangre mediante contracciones musculares y a intervalos regulares. Sin embargo, hace ms de dos siglos, dos pioneros de la electricidad, Luigi Galvani (1729-1787) y Alessandro Volta (1745-1827),descubrieron que las contracciones del corazn son controlados por los fenmenos elctricos, como son los impulsos nerviosos de todo el cuerpo. Las pulsaciones de electricidad que hacen latir el corazn son el resultado de una combinacin notable de la electroqumica y las propiedades de las membranas semipermeables en el corazn.Estas y muchas otras aplicaciones; ya sean diseadas por el intelecto humano o aprehendidas del intrincado orden de la naturaleza son posibles gracias al conocimiento de la electroqumica.III. PRINCIPIOS TEORICOS

La conductividad elctrica de las sustancias consiste en un desplazamiento de lacarga elctricaa travs de ellas. Dicho movimiento de las cargas puede producirse de dos maneras distintas: A travs de un flujo de electrones, como sucede en losmetales, a los cuales se les conoce comoconductoresde primera especie. A travs del movimiento de los iones positivos y negativos, mediante una disolucin o mediante un compuesto inico fluido. Esta forma de conductividad se conoce como conductividad inica, tambin llamada, electroltica, tratndose de la conductividad propia de los electrolitos que son conductores de segunda especie.

La electrlisis se puede definir como un proceso en el que el paso de la corriente elctrica a travs de una disolucin o a travs de un electrolito fundido, da como resultado una reaccin deoxidacin reduccin (redox), no espontnea.

La conductividad elctrica se lleva a cabo en cubas o celdas electrolticas, para poder reproducir una reaccin de oxidacin- reduccin, en la electrlisis, proceso que tiene gran inters prctico.

Unacuba electrolticaes un recipiente en el cual se lleva a cabo el proceso de la electrlisis. Dicho recipiente contiene una disolucin en la que se sumergen los electrodos, ambos conectados a una fuente de corriente continua, gracias a la cual la cuba recibe electrones.

Loselectrodosson las superficies sobre las que tienen lugar las semirreacciones redox. Generalmente son de carcter inerte con respecto a los reactivos que se encuentran en la cuba electroltica. En los electrodos podemos distinguir un ctodo, y un nodo, al igual que ocurre en las pilas voltaicas.

nodo: electrodo en el cual se produce la oxidacin, ste va conectado al polopositivode la fuente de corriente. Ctodo: electrodo donde se produce la reduccin, ste se conecta al polo negativo de la fuente de corriente.

Las diferencias ms destacables entre una pila y una cuba electroltica son: En una pila voltaica, la reaccin qumica produceenergaelctrica, en cambio en la cuba electroltica es justo al contrario, la energa elctrica produce una reaccin qumica. En las pilas, hay dos electrolitos, y en las cubas electrolticas solamente uno. Las reacciones redox son espontneas en las pilas voltaicas, mientras que en las cubas electrolticas, no lo es. En las pilas, el nodo es el polo negativo, y el ctodo el positivo, viceversa en las cubas electrolticas.

Electrlisis del agua

Si el agua no es destilada, la electrlisis no slo separa el oxgeno y el hidrgeno, sino los dems componentes que estn presentes como sales, metales y algunos otros minerales (lo que hace que el agua conduzca la electricidad no es el puro H2O, sino que son los minerales. Si el agua estuviera destilada y fuera 100% pura, no tendra conductividad.)

Es importante hacer varias consideraciones: Nunca deben unirse loselectrodos, ya que lacorriente elctricano va a conseguir el proceso y la batera se sobrecalentar y quemar. Debe utilizarse siemprecorriente continua(energa de bateras o de adaptadores de corriente), nuncacorriente alterna(energa del enchufe de la red). La electrlisis debe hacerse de tal manera que los dos gases desprendidos no entren en contacto, de lo contrario produciran una mezcla peligrosamente explosiva (ya que el oxgeno y el hidrgeno resultantes se encuentran enproporcin estequiomtrica).

Una manera de producir agua otra vez, es mediante la exposicin a un catalizador. El ms comn es el calor; otro es el platino en forma de lana fina o polvo. El segundo caso debe hacerse con mucho cuidado, incorporando cantidades pequeas de hidrgeno en presencia de oxgeno y el catalizador, de manera que el hidrgeno se queme suavemente, produciendo una llama tenue. Lo contrario nunca debe hacerse.

IV. DETALLES EXPERIMENTALES

1. Materiales y reactivos:

1.1. Materiales:

1 gradilla 6 tubos de ensayo 1 tubo en U Pipeta graduada de 10mL 1 matraz erlenmeyer de 250mL 1 vaso de precipitado 1 piceta 1 fuente de corriente de 0 a 20V 2 electrodo de carbn( de pila) 2 enchufes y cable elctrico para conexiones

1.2. Reactivos:

Alambre de Cu Lamina de cobre puro Viruta de cobre Acido sulfrico concentrado Acido clorhdrico Cloruro frrico 0.1M Cloroformo Indicador de fenolftalena Indicador anaranjado de metilo Almidn

2. Procedimiento experimental:

a) Electrolisis de la solucin de KI

Instalar el equipo de electrolisis, con cada electrodo en un extremo del tubo. El sistema debe tener un voltaje de 12V.

En el tubo en U colocar suficiente solucin de KI 0.5M (no cubrir todo el tubo).

Conectar el equipo por 5min u observar lo que se forma, desprende o deposita en cada electrodo.

Luego de la misma manera extraer 2mL de la solucin del extremo donde estaba el nodo. Y vertirlo en dos tubos de ensayo en partes iguales.Con ayuda del gotero extraer 2mL de la solucin del extremo donde estaba el ctodo. Y vertirlo en dos tubos de ensayo e 1mL en cada uno.

A uno del tubo agregarle 2 gotas de fenolftalena y al otro agregarle 5 gotas de FeCl3, y observar las reacciones.A uno de los tubos agregarle 2 gotas de cloroformo y al otro agregarle 2 gotas de almidn, observar las reacciones que suceden.

b) Electrolisis de la solucin de CuSO4

Instalar el equipo de electrolisis cada electrodo en un extremo del tubo. Y conectar el equipo por 5min.En el tubo en U agregar CuSO4 hasta 1cm antes de la parte superior.

Despus de 5 min desconectar el equipo, del ctodo extraer con el gotero 2mL de la solucin y separarlos en dos tubos.A un tubo agregarle 2 gotas de fenolftalena y al otro 2 gotas de anaranjado de metilo.

Luego en un tubo agregar una viruta de cobre y agregarle 1 gota de HNO3 y observar los cambios que sucede.

c) Purificacin del cobre

Luego instalar el equipo usando como nodo el alambre de Cu y como ctodo la placa de Cu.En el vaso agregar CuSO4 0.5M.

Conectar y dejar transcurrir la electrolisis con un voltaje de 2-4V durante 5min. Anote las observaciones.Introducir los electrodos en la solucin, evitando que estn en contacto.

d) Electrolisis de la solucin de NaCl

En dicho vaso agregar NaCl.Primero en el vaso poner una rejilla desde la parte inferior del vaso.

Luego titular con HCl hasta que la solucin cambie de color.Del ctodo extraer 3mL y vertirlo en el matraz y agregarle 2 gotas de anaranjado de metilo.Conectar el equipo y dejarlo por 5 minutos, anotar todas las observaciones.Introducir los electrodos de carbn en la solucin cada uno a un lado de la rejilla.

V. DISCUSIN DE RESULTADOS

a) Electrlisis de la solucin de KI (electrodos insolubles)Cuando se aplica la diferencia de potencial,se producir KOH en el ctodo, esto debido a que el K reacciona con el agua. Como presenta un cierto grado de alcalinidad las gotas de fenolftalena agregadas harn que se tornede un color rojo.La ecuacin que ilustra la reduccin en nuestra experiencia es la sgte:K + H2OKOH + .HEn el nodo el I pasa a I2, cambio por el cual presentar un color amarillo. La reaccin es la siguiente:2I- +2e-I2.La siguiente imagen muestra el color adquirido en nuestra experiencia:

b) Electrlisis de la solucin de CuSO4 (electrodos insolubles)Las reacciones que tienen lugar en esta experiencia son:nodo:OH-+2e- = O2(gas) + H+Ctodo:Cu2++ 2e- = Cu(s)Aqu el acido sulfrico queda en disolucin, el pH ser acido, debido a que el acido sulfrico es un acido fuerte.En el nodo se observa el desprendimiento de oxigeno en forma de burbujas, mientras que el Cu metlico se deposita en el ctodo.c) Purificacin del cobre (electrodos de Cu: nodo soluble)En esta experiencia se produce una reaccin espontnea de oxidacin-reduccin.Explicaremos desde Un punto de vista atmicola forma en que los electrones se transfieren.El ion Cu2+entra en contacto con la superficie de la tira de Zn y gana dos electrones de un tomo de Zn; el Cu2+se reduce y el tomo de Zn se oxida. A medida que la reaccin avanza, el zinc se disuelve, el color azul debido al Cu2+ (ac) se desvanece y el cobre metlico (el material oscuro en la tira de zinc y en el fondo del vaso de precipitado) se deposita.Los electrones se transfieren del zinc al ion Cu2+formando iones Zn2+ y Cu(s). El ion Zn2+ incoloro resultante entra en la disolucin, y el tomo de Cu permanece depositado en la tira de zinc.

d) Electrlisis de la solucin de NaCl (electrodos insolubles)Aaqu ocurren las siguientes reacciones:nodo 2Cl- +2e-Cl2 yctodo 2H2O +2e-H2 +2OH-La partedel ctodo que no se mezcl se titular con HCl,el indicador anaranjado de metilo nos indicar el cambio de color de amarillo a rosa .la separacin se muestra a continuacin:

VI. CONCLUSIONES

La celda galvnica est basada en la oxidacin - reduccin donde se produce uncambio en los nmeros de oxidacin de las sustancias, esta reaccin produce undiferencial de potencial lo generando corriente elctrica. Los electrones tienen que fluir por el circuito externo desde el electrodo negativo al positivo. En el electrodo negativo tiene Lugar la oxidacin y lareduccin se verifica en el electrodo positivo. Esto es lo q genera la corrienteelctrica. La diferencia de potencial vara d forma directa con la concentracin. El uso del puente salino es importante pues conecta las 2 soluciones, evitando sumezcla. La masa desprendida en un electrodo de una solucin es proporcional a Lacantidad de electricidad que est pasando

VII. RECOMENDACIONES

Lo recomendable para este tipo de prctica es tener en cuenta quien de los electrodos es el nodo y ctodo para saber luego lo que se est formando en cada uno de los electrodos con las prcticas que nos brindan.

VIII. BIBLIOGRAFIA

1) Kenneth W.Whitten Raymond E. DavisM.Larry PeckGeorge G. StanleyQumica Octava edicinEditorial Cengage Learning Editors .S.APg 792-8002) Raymond ChangQumica Dcima edicinEditorial MCGRAW Hill/interamericana S.APg. 838-840Linkhttp://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/electrolisis

IX. CUESTIONARIO

1. Escribir las ecuaciones de las semireacciones y las reacciones totales de los procesos primarios y secundarios que tienen lugar en los electrodos.En la electrolisis del KI (ac)Las semireacciones y la reaccin total de celda de esta electrolisis son:2 I- I2 + 2e- (semireaccin de oxidacin, nodo) 2H2O + 2e- 2OH- + H2 (semireaccin de reduccin, ctodo) 2H2O + 2I- 2OH- + H2 + I2(Reaccin global de celda como ecuacin inica neta) + K+ + 2K+ (iones espectadores) 2H2O + 2KI 2KOH + H2 + I2(Reaccin global de celda como ecuacin moleculares)

En la electrolisis del NaCl (ac)Las semireacciones y la reaccin total de celda de esta electrolisis son:2 Cl-+ 2e- Cl2 (semireaccin de oxidacin, nodo)2H2O + 2e- 2OH- + H2 (semireaccin de reduccin, ctodo) 2H2O + 2Cl- 2OH- + H2 + Cl2 (Reaccin global de celda como ecuacin inica neta) + 2Na++ 2Na+ (iones espectadores)2H2O + 2NaCl 2NaOH + H2 + Cl2 (Reaccin global de celda como ecuacin moleculares)

En la electrolisis del CuSO4(ac)Las semireacciones y la reaccin total de celda de esta electrolisis son: 2H2O O2 + 4H+ + 4e- (semireaccin de oxidacin, nodo) 2x (Cu2+ + 2e- Cu ) (semireaccin de reduccin, ctodo) 2H2O + 2Cu2+ 2Cu + 4H+ + O2 (Reaccin global de celda como ecuacin inica neta)

En la electrolisis de Purificacin del Cobre a partir de sulfato de cobre (CuSO4) 2 Cu(s) Cu2+ + 2e- (semireaccin de oxidacin, nodo)Cu2+ + 2e- Cu (semireaccin de reduccin, ctodo)

2. Qu productos se han formado, depositado y desprendido en los electrodos y que iones quedan presentes en la soluciones? Expliqu con reaccionesEn la electrolisis de KISe ha formado I22 I- I2 + 2e-(semireaccin de oxidacin, nodo)Se ha desprendido H22H2O + 2e- 2OH- + H2 (semireaccin de reduccin, ctodo)El que est presente en la solucin es el in K+

En la electrolisis del NaCl (ac)Se ha desprendido Cl2 y H22 Cl- Cl2 + 2e-(semireaccin de oxidacin, nodo)2H2O + 2e- 2OH- + H2 (semireaccin de reduccin, ctodo)

En la electrolisis del CuSO4(ac)Se ha desprendido O22H2O O2 + 4H+ + 4e- (semireaccin de oxidacin, nodo)Se ha formado Cu(Cu2+ + 2e- Cu ) (semireaccin de reduccin, ctodo)El que est presente en la solucin es (SO4)2-En la electrolisis de Purificacin del Cobre a partir de sulfato de cobre (CuSO4)Se ha desprendido Cu Cu(s) Cu2+ + 2e- (semireaccin de oxidacin, nodo)Se ha depositado CuCu2+ + 2e- Cu (semireaccin de reduccin, ctodo)

3. En la experiencia (4d) con los datos de la titulacin calcular:a) Cantidad prctica de NaOH obtenido.b) Cantidad terica de NaOH, teniendo en cuenta el tiempo y el amperaje utilizado

SolucinCantidad prctica de NaOH obtenido.Solucin:Cuando titulamos tenemos:#Eq-g NaOH(ac)= #Eq-g HCl(ac)(W/Peq)=N VgastadoW=

4. En las electrlisis de una solucin de CuSO4, que volumen de O2 (medido condiciones normales) es liberado en el nodo, en el tiempo que transcurre para depositar sobre el ctodo 5,0g de Cu?Solucin: En el nodo2H2O O2 + 4H+ + 4e- En el ctodo Cu2+ + 2e- Cu Luego # Eq-g O2 = # Eq-g Cu W O2 = 1.25gFinalmente: el volumen de O2 a condiciones normales esta dado:1.25gx0.88L5. Cul es la molaridad de H+ en la solucin despus de la electrolisis descrita en el problema anterior. El volumen final de la solucin es 300ml?

Solucin:Como el W= 5gW= =Q=15196,85c x =0.15 mol e-0.15mol e- x (6. Si 250mL de CuCl2 0.2N es electrolizado empleando una corriente de 3 A por 45min Cul es la concentracin final del Cl- y Cu2+ .Asumir que el volumen de la solucin no cambia durante el proceso?Solucin:Hallando la concentracin CuCl y las masas de Cl, Cu0.2 = x M como M = 0.1n=0.1 x 0.25= 0.025molesWCl = 0.025 x 71=1.77gWCu =0.025x 63.5 =1.59gHallando la masa de Cl y Cu depositada en la electrolisisWCl =WCu =

Luego la nueva WWCl=2.98-1.77=1.21gWCu=2.66-1.59=1.07gFinalmente la concentracin[Cl-] =0.136 M [Cu2+] = 0.07 M7. Qu papel juega la concentracin de iones H+en la solucin durante electrlisis. De un ejemplo y explique con semireacciones?El papel que juega la concentracin de iones de H+ la variacin de pH que produce en el medio que se encuentre ya sea en medio acido o bsico.2 Cl- Cl2 + 2e-(semireaccin de oxidacin, nodo)2H2O + 2e- 2OH- + H2(semireaccin de reduccin, ctodo)1