Objetivo: Descomposición del agua por medio electrolisis del agua.
Antecedentes:
Electrólisis:
A diferencia de las reacciones redox espontáneas, que convierten la enegía química en energía eléctrica, en la electrólisis se utiliza la energía eléctrica para inducir una reacción que no es espontánea. Este proceso se lleva a cabo en un dispositivo que se conoce como celda electrolítica. La electrólisis se basa en los mismos principios en que se fundamentan los procesos que realizan las celdas electroquímicas.
El proceso de electrólisis ocurre cuando los electrones se transfieren entre el conductor electrónico -los electrodos del metal- y los iones o átomos de la superficie del electrodo.
Electrólisis del agua: El agua contenida en un vaso en condiciones atmosféricas ( 1atm y 25º C) no se descompone de manera espontánea en hidrógeno y oxígeno gaseosos porque el cambio de energía libre estándar de la reacción e una cantidad positiva grande, sin embargo, esta reacción se puede inducir en una celda. Esta celda electrolítica está formada por un par de electrodos de un metal inerte (como el platino sumergido en agua). Cuando los electrodos se conecan a la batería, no sucede nada porque en el agua pura no hay suficientes iones para que lleven una buena cantidad de corriente eléctrica,(Recuerde que a 25º C, en el agua pura sólo hay 1x10 -7 moles/L de iones H+ y 1x10-7 moles/L de iones OH-).
Por otro lado la reacción se llevará a cabo rápidamente en una disolución de iones para conducir la electricidad. De inmediato empiezan a aparecer burbujar de gas en los dos electrodos.
El proceso que tiene lugar en el anódo es:
2H2O(l) --> O2 (g)+ 4H(ac)+4e-
mientras que en el cátodo se tiene:
H+(ac)+e --> 1/2 H2(g)
El agua que se obtiene como producto de la combustión del hidrógeno y del oxígeno es sumamente estable, porque para descomponerla es necesario restituirle la energía que desprendío al formarse.
Hipótesis: Los productos de los reactivos van a hacer de la relación de 2:1, es decir, 2 volúmenes de hidrógeno con 1 volumen de oxígeno.
Materiales:
- Pilas minímo de 9 volts
- Circuito eléctrico
- Cinta de aislar
- Probeta de 10 ml.
- Cristalizador
- 2 Pedazos de gráfito del mismo tamaño (por lo menos de 3 cm)
- 2 tubos de ensayo
PROCEDIMIENTO:
1.- Prepara en el cristalizador la solución de agua con hidróxido de cloro.
2.- Coloca el gráfito en los dos tubos de ensayo.
3.- Coloca el circuito eléctrico a manera que los dos cables toquen el gráfito; uno representará el anódo ( el cual recogerá el oxígeno) y el otro representará el catódo ( el cual recogerá el hidrógeno).
4.- LLena de agua los dos tubos de ensayo.
5.- Coloca los dos tubos de ensayo en el cristalizador.
6.- Después de un rato comenzarás a observar en los electrodos burbujas pues ahí es donde se formará la reacción.
