INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA I NGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS LABORATORIO LABORATORIO DE ELECTROQUIMICA GRUPO: 7IM1 EQUIPO:1 Practica número 1: Electrolisis INTEGRANTES:
AGUILAR TAPIA ALONSO AMADEUS DORANTES FIGUEROA GUSTAVO EFRAIN GALINDO MENDOZA VÍCTOR GABRIEL GARCÍA HERNÁNDEZ FERNANDO
PROFESORA: M. en C. BLANCA ZAMORA CELIS
FECHA:18 DE FEBRERO DEL 2012
RESUMEN
En este reporte se describe y se hace la experimentación de la electrolisis y primero se presenta una experimentación que nos indica que soluciones o tipos de ellas pueden presentar características de un electrolito y que tanto afecta una variable que es llamada corriente eléctrica que puede ser de dos formas la variable y la continua, en otro experimento con un sólido se presenta una experimentación la cual también se identifica como puede afectarse un sólido con una fundición para que este posea características de un electrolito. También definimos algunos aspectos como que es un electrolito y como ayuda a la electrolisis este componente y que es un ion y como lo podemos afectar a que este se produzca.
INTRODUCCION
ELECTROLITO Un electrólito o electrolito es una sustancia que se somete a la electrolisis (la descomposición en disolución a través de la corriente eléctrica). Los electrolitos contienen iones libres que actúan como conductores eléctricos. Es posible distinguir entre electrolitos en soluciones iónicas , electrolitos fundidos y electrolitos sólidos, según la disposición de los iones. Los más frecuentes son los electrolitos que aparecen como soluciones de ácidos, sales o bases. Estas soluciones de electrolitos pueden surgir por la disolución de polímeros biológicos (como el ADN) o sintéticos (el polientirensulfonato), obteniendo una gran cantidad de centros cargados. Puede definirse al electrolito como el solvente que se disuelve en agua para producir una solución capaz de conducir la corriente eléctrica. Cuando, en una solución, un alto porcentaje del soluto se disocia para crear iones libres, se habla de electrolitos fuertes. En cambio, si la mayor parte del soluto no se disocia, puede hacerse referencia a los electrolitos débiles.
ELECTROLISIS Esencialmente, la electrólisis es la descomposición química de una sustancia, producida por el paso de una corriente eléctrica continua. Para que tenga lugar la electrólisis de un compuesto es preciso que éste sea un ácido, una base o una sal disociable en iones, y que se halle en estado líquido o en disolución. Dicho compuesto, llamado electrólitos, se coloca en un recipiente (cuba electrolítica) en el que existen dos electrodos entre los que se establece una diferencia de potencial, bajo el influjo de la cual los iones positivos (cationes) son atraídos hacia el cátodo (negativo), donde adquieren el o los electrones que precisan para convertirse en átomos del elemento, mientras que los iones negativos (aniones) se dirigen hacia el ánodo (positivo), donde ceden sus electrones sobrantes para alcanzar la estructura atómica estable. Las leyes de Faraday sobre la electrólisis indican que la cantidad de un elemento químico depositado sobre un electrodo es proporcional a la cantidad de carga eléctrica que atraviesa la disolución, y que el peso de los distintos elementos que deposita en los electrodos una cantidad constante de electricidad es proporcional a los equivalentes químicos de las sustancias consideradas.
DESARROLLO
Material y Equipo a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l)
Conexiones eléctricas, alambres con punta de caimán 1 foco base de 40 watt-125 v (CA) 1 multimetro analógico o digital 2 cristalizadores 2 vasos de precipitados de 250 ml 2 laminas de plomo de 5 x 8cm electrodos 2 barras de carbón 7x 0.5 cm o 2 laminas de acero inoxidable 1 capsula de porcelana 1 mechero bunsen 1 tripie con malla de asbesto 1 fuente de CD 1 fuente de CA
Sustancias y soluciones a) b) c) d) e) f) g) h)
Agua destilada Acido sulfúrico al 98% y en solución al 10% Acido acético glacial y en solución al 10% Alcohol etílico Nitrato de potasio: cristales Sacarosa en solución al 10% Solución indicadora de fenolftaleína Solución de sulfato de sodio: 10%
EXPERIMENTACION
1. El propósito de este punto es clasificar las diferentes sustancias (soluciones) que nos proporcionaran en electrolitos fuertes, débiles, y no electrolitos de a cuerdo a la siguiente sistema FIGURA 1.
2.- Verificación de conducción de diferente tipo de corriente eléctrica (CA y CD) para esto se montara la FIGURA 2 en el cual se verificara si los electrolitos conducen o no la corriente alterna y al directa a la solución de sulfato de sodio adicionar 5 gotas de fenolftaleína como indicador si da coloración rosa indica un medio alcalino y si no da coloración hablamos de un medio acido.
3.-Montar la FIGURA 3 y hacer el experimento que se indica usando cristales de Nitrato de Potasio. Anotar lo que se observe.
4.- Anotar lo que se observe en cada caso en las tablas que se tienen al final e la práctica.
TABLA No 1 DE REPORTE
ELECTROLITO
SUSTANCIA
AGUA DESTILADA
FUERTE
DEBIL
NO
OBSERVACIONES
AGUA POTABLE
No hay flujo de iones El foco se enciende con muy poca intensidad, por lo tanto hay un flujo de iones bajo.
ALCOHOL ETILICO
No hay flujo de iones
SOLUCION ALCOHOL ETILICO AL 10%
No hay flujo de iones
SOLUCION SACAROSA AL 5%
No hay flujo de iones
ACIDO ACETICO GLACIAL
SOLUCION DE ACIDO ACETICO GLACIAL AL 10%
No hay flujo de iones Presenta burbujeo en electrodos, pero cambia la intensidad dependiendo la distancia de los electrodos y enciende el foco.
ACIDO SULFURICO
Burbujeo intenso en electrodos y enciende el foco con intensidad.
SOLUCION DE ACIDO SULFURICO AL 10%
Burbujeo intenso en electrodos y enciende el foco con intensidad.
SOLUCION DE SULFATO DE SODIO AL 10%
No hay burbujas pero el foco enciende y no cambia respecto con la distancia.
TABLA DE REPORTE No 2
ELECTROLITO SUSTANCIA
FUERTE
DEBIL
NO
SOLUCION DE SULFATO DE SODIO AL 10% (CORRIENTE ALTERNA)
SOLUCION DE SULFATO DE SODIO AL 10% (CORRIENTE DIRECTA)
OBSERVACIONES No se controla la polaridad se puede decir que no se puede hacer electroquímica, no hay cambio de color y poco burbujeo. En el caimán negro que es el cátodo se forma un burbujeo alrededor del electrodo cátodo y se presenta una coloración de color rosa por la fenolftaleína debido a los OH que se forman, la coloración es el PH de 8.6 a 9.
NOTA: Se le agrega fenolftaleína a las 2 soluciones Para la tabla 2 responda lo siguiente:
1.-Explique que ocurre cuando la solución de sulfato de sodio se conecta ala la corriente alterna. No hay coloración en la solución debido a que no se puede controlar la polaridad de la corrientes y no se completan las reacciones que se llegan a generar (No se da completa la electroquímica.
2.-Explique el fenómeno que ocurre cuando se conecta la misma solución en corriente directa. Escriba las reacciones que se llevan a cabo en el ánodo y el cátodo para este fenómeno. Existe coloración rosa en el cátodo debido al Ph que genera el producto obtenido en la Interfase del electrodo después de llevarse la reacción adecuada. Reacciones que se llevan a cabo 2 [ 2 e- + 2 H2O
H2(G) + 2 OH- ]
2 H2O
O2(G) + 4 H+ + 4 e-
2 H2(G) + O2(G) + 4 H+ + 4 OH-
6 H2O
TABLA DE REPORTE No 3
SUSTANCIA
FUERTE
ELECTROLITO DEBIL
NO
OBSERVACIONES
NITRATO DE POTASIO SOLIDO
No ocurre nada no existe transferencia de iones, ni enciende el foco.
NITRATO DE POTASIO FUNDIDO
Hay presencia de iones y por lo tanto hay flujo y el foco enciende.
Explique el fenómeno fundamentado su respuesta Cuando se encuentra en estado sólido, no hay disociación y no se da el flujo de iones. Mientras que en estado liquido se disocia la solución y existe un flujo de iones. El fenómeno es la disociación de los iones que al cambiar la temperatura ocurre. (Aumento)
OBSERVACIONES Son que en el experimento 1 la limpieza de los electrodos en los últimos 2 casos no se dio esto puede afectar en el resultado final pero fue un error que cometimos y nos percatamos después, también en el caso de la solución de acido acético al 10% hubo una electro depositacion en los electrodos, esto es debido a lo agresivo que es el acido sulfúrico y que tenía muchos iones que se depositaron en los electrodos.
CONCLUSIONES
Dentro de la experimentación de la práctica numero 1 de electroquímica electrolisis en donde esta buscaba que yo como estudiante de ingeniería química identificara el fenómeno de electrolisis así como el armado de un sistema electroquímico así como la clasificación de que sustancias en solución son conductoras o no de la electricidad puedo concluir que esta práctica es muy explicativa y cumple con los objetivos de la misa.
AGUILAR TAPIA ALONSO AMADEUS
CONCLUSIÓN
Los mejores electrolitos son los ácidos fuertes y las bases fuertes y si la solución se encuentra en estado puro es imposible que ocurra un flujo de corriente. También hay otro tipo de soluciones que al diluirlas y al encontrarse acuoso se tiene el equilibrio lo que te produce una mínima cantidad de iones y esto es suficiente para asegurar una conducción eléctrica. 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 especies químicas cargadas positiva y negativamente formando iones que tienen la propiedad de conducir la corriente eléctrica.
Si un sólido no está disociado en una solución acuosa no se transferirán el flujo de corriente por estar en presencia metálica y si se funde se producen iones para poder efectuar el paso de corriente eléctrica.
GARCÍA HERNANDEZ FERNANDO
Conclusiones
Las soluciones que tienen en su composición una estructura de sales o metales se les puede llamar electrolito, estas soluciones tienen iones libres que son los que hacen posible la electrolisis que es un fenómeno que no se da de forma natural necesita de la electricidad y en este se llevan a cabo reacciones químicas que se les denomina de oxido – reducción y lo identificamos cuando el foco encendía, como en todo la intensidad del foco varia por el flujo de iones que existe. La sal solida que en este caso es una sal en estado puro no dan el flujo de iones, en cambio cuando están o pasan de un sólido a un sólido fundido existe la presencia de iones y por tanto hay electrolisis.
Dorantes Figueroa Efraín
CONCLUSIONES
Las conclusiones de esta práctica es que conocimos el principio de la electrolisis y sus características necesarias que se necesitan en la electrolisis, incluyendo conceptos de electrolitos, iones y por qué ocurre la electrolisis a que se debe y que esto no es un proceso espontaneo y necesita corriente ya sea directa o alterna eso lo define el proceso y lo que queremos electro depositar.
GALINDO MENDOZA VÍCTOR GABRIEL
BIBLIOGRAFIA
Fundamentos de la electroquímica de B. B. Damaskín y O. A. Petri de editorial MIR
DIAZ, M. y ROIG, A.: Química Física (tomo II). Alhambra, 1975.
COSTA, J. M.: Fundamentos de electródica. Cinética electroquímica y sus aplicaciones. Alhambra, 1981.
KORYTA, J. y DVORAK, J.: Principles of Electrochemistry. Wiley, 1987.
FULLEA, J. Acumuladores Electroquímicos. McGraw-Hill, Madrid, 1994.
