La Electrólisis es un proceso para separar un compuesto en los elementos que lo conforman, usand usa ndo o pa para ra el ello lo la ele elect ctric ricida idad. d. La pal palabr abra a El Elect ectról rólis isis is vi viene ene de las raí raíces ces ele electr ctro, o, electricidad y lisis, separación. Proceso
El proceso consiste en lo siguiente: * Se funde o se disuelve el electrólito en un determinado disolvente, con el fin de que dicha sustancia se separe en iones (ionización). * Se aplica una corriente eléctrica continua continua mediante un par de electrodos conectados conectados a una fuente de alimentación eléctrica y sumergidos en la disolución. El electrodo conectado al polo negativo se conoce como cátodo, y el conectado al positivo como ánodo. * Cada electrodo mantiene atraídos a los iones de carga opuesta. Así, Así, los iones negativos, negativos, o aniones, son atraídos al ánodo, mientras que los iones positivos, o cationes, se desplazan hacia el cátodo.
* En los electrodos se produce una transferencia de electrones entre estos y los iones, produciéndose producié ndose nuevas sustancias. sustancias. Los iones negativos o aniones ceden electrones al ánodo (+) y los iones positivos o cationes toman electrones del cátodo (-). En definitiva lo que ha ocurrido es una reacción de oxidación-reducción, donde la fuente de alimentación eléctrica ha sido la encargada de aportar la energía necesaria. Si el agua no es destilada, la electrólisis no sólo separa el Oxígeno y el hidrógeno, sino los demás componentes que estén presentes como sales, metales y algunos otros minerales. Es importante tomar en cuenta varios puntos: - Nunca debe juntar los electrodos, ya que la corriente eléctrica no va a hacer su proceso y la batería se va a sobre calentar y se quemará.
- Debe utilizar siempre Corriente continua (energía de baterías o de adaptadores de corriente), NUNCA Corriente alterna (energía de enchufe) Aplicaciones de la Electrólisis
* Producción de Cloro, Hidróxido de Sodio, Clorato de Sodio y Clorato de Potasio. * La Electrometalurgia es un proceso para separar el metal puro de compuestos usando la electrólisis. Por ejemplo, el Hidróxido de sodio es separado en Sodio puro, Oxígeno Puro y agua. * La Anodización es usada para proteger los metales de la corrosión, Historia
Fue descubierto accidentalmente en 1800 por William Nicholson mientras estudiaban la operación de baterías.Entre los años 1833 y 1836 el físico y químico inglés Michael Faraday desarrolló las leyes de la electrólisis que llevan su nombre y acuño los términos
ELECTROLISIS DEL AGUA POR
TEORIA: La electrólisis del agua consiste en un proceso electroquímico en el cual el agua se divide en Hidrógeno y Oxígeno. La electrólisis consiste en pasar corriente eléctrica por medio de dos electrodos, un cátodo que es el negativo y un ánodo que es el positivo. Al someter a la sustancia ala corriente ambos electrodos presentaran desprendimiento de gases, por el cátodo se desprende el gas Hidrógeno, mientras que por el ánodo se desprenderá el gas Oxígeno. Lo expresado anteriormente se puede escribir de la siguiente forma. ( Reacciones)
CATODO………… 2H2O + 2electrones PRODUCE H2 + 2OH
ANODO…………. 2HO PRODUCE ½O2 + H2O + 2electrones
H2O PRODUCE H2 + ½O2
Para observar el proceso con claridad es recomendable que en el montaje de la electrólisis ambos gases se desprendan sin juntarse en la superficie del agua ya que no podríamos apreciar los resultados, el ácido sulfúrico o cloruro sádico funcionan como catalizador de la reacción, es decir, acelera el proceso de desprendimiento.
REQUISITOS DE LOS ELECTRODOS:
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Capacidad electro catalítica Estabilidad química y mecánica Mínima resistencia eléctrica Disponibilidad y costos
Nota: En nuestro montaje utilizaremos como electrodos piezas de grafito (minas de lápiz) ya que estas cumplen con las cuatro especificaciones de arriba.
MATERIALES: -Minas de grafito -Alambre recubierto -Recipiente con agua -Dos buretas -Dos soportes universales -Cinta aislante -Batería de 9Voltios -Acido sulfúrico o cloruro sodico (Opcional, no es necesario)
PROCEDIMIENTO:
1. Pegamos con cinta los alambres y las minas de grafito, de forma que hagan contacto. 2. llenamos a ambas buretas con agua, las introducimos en el recipiente de forma que quede la menor cantidad de aire posible (ver grafico) y las sujetamos con los soportes universales. 3. acomodamos a los electrodos en la boca sumergida de cada bureta. Luego se puede agregar ácido sulfúrico o cloruro sodico al agua. 4. conectamos los electrodos a la batería. 5. comienza el desprendimiento de gases. 6. llenamos la tabla de datos.
DIAGRAMA DE FLUJO:
GERALIDADES, RIESGOS Y NORMAS DE LAS SUSTANCIAS:
-Acido sulfúrico:
Generalidades: Liquido corrosivo de gran viscosidad, incoloro y con una densidad relativa de 1,85gr/ml, punto de fusión de 10,36 grados Celsius, un puntote ebullición de 340 grados Celsius, es soluble en agua en cualquier proporción. Riesgos y normas: produce quemaduras graves, sustancia corrosiva, manténgase fuera del alcance de
los niños, use guantes adecuados y protección.
-El agua y el cloruro sodico no tienen riesgos ni normas considerables. Generalides: Agua: tiene una masa atómica de 1, tiene una densidad relativa de 1gr/ ml, alcanza su máxima densidad a 4 grados Celsius y se expande al congelarse, es un liquido inodoro e insípido, punto de congelación es de 0 grados Celsius y su punto de ebullición es de 100 grados Celsius dependiendo de la presión atmosférica. Cloruro de sodio: tiene punto de fusión de 804 grados Celsius, y comienza a evaporarse a temperatura ligeramente por encima de esta, tiene una densidad relativa de 10,17gr/ ml. Hipótesis: -En la bureta que esta el ánodo el volumen del gas será aproximadamente la mitad del volumen del gas de la bureta que tiene el cátodo.
-Si sometemos al calor al agua también obtendremos una especie de ¨catalizador térmico¨. -Si sacamos el Hidrógeno y lo sometemos a una flama obtendremos una combustión. -Si sacamos al Oxígeno y lo sometemos a una flama, esta crecerá. -Al sacar uno de los electrodos del agua la reacción se detendrá.
LA ELECTROLISIS Y LA INGENIERIA AERONAUTICA:
En la industria aeroespacial se puede utilizar el combustible Hidrógeno, la NASA lo emplea para el trasbordador espacial, se puede pensar en un futuro no muy lejano en el que los aviones puedan volar con Hidrógeno, sin generar daños ambientales.
Cohete de Hidrógeno y Oxígeno (Gases obtenidos por electrólisis del agua)
IMPACTO AMBIENTAL.
En la industria se emplean actualmente muchos combustibles, pero estos tienen un impacto ambiental muy severo, los combustibles utilizados por todo tipo de vehículos son muy nocivos ambientalmente y están aportando enormemente al calentamiento global, la obtención de combustible por medio de electrólisis es altamente ecológica, ya que el Hidrógeno es un combustible que no contamina en absoluto, mientras que un vehiculo que trabaja con gasolina envía gas carbónico a la atmósfera, uno que trabaje con hidrogeno solo despachara vapor de agua. Este combustible altamente ecológico es una gran solución para combatir al calentamiento Global que puede significar la futura extinción del hombre.
Finalmente no se emplea este tipo de combustible en masa ya que la obtención de hidrogeno es costosa por lo tanto el Hidrógeno es un combustible costoso comercialmente. OBJETIVOS:
General: nuestro objetivo es obtener combustible ¨biodegradable¨ (Hidrógeno). Especifico: nuestro objetivo específico es obtener Hidrógeno por medios eléctricos, es decir, por electrólisis, comprobando que se cumpla la proporción de 2 a 1 que cumple el H2O por medio de los volúmenes de gases obtenidos. TABLA DE DATOS:
