INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

Centro de Estudios Científicos y Tecnológicos N° 15

“Diódoro Antúnez Echegaray”

Química III

Experimento: ELECTROLISIS DEL AGUA

Prof.: Anastasio Noguerón García

Grupo: 5IM7

Equipo: 6

Integrantes:

Castro Cuautle Giovanna

Cruz Cortes Mariana Alejandra

Luna Medrano Ricardo

Menchaca Girón Mitzi Jazmín

Marzo,20151

INTRODUCCIÓN

Henry Cavendish, un inglés rico y excéntrico, había observado en 1783 que se

producía agua cuando se quemaba hidrogeno en oxígeno. En 1810, dos químicos

ingleses. William Nicholson y Anthony Carlisle, llevaron a cabo la reacción inversa (la

descomposición del agua) haciendo pasar una corriente eléctrica a través del agua y

descomponiéndola en dos elementos, hidrogeno y oxígeno. La descomposición de un

compuesto por medio de una corriente eléctrica recibe el nombre de electrolisis. La

electrolisis del agua produce siempre hidrogeno y oxígeno en proporción de 2 a 1 en

volumen, e ilustra una vez más la ley de las proporciones definidas. Este adelanto

científico asesto un golpe mortal a la antigua idea griega de que el agua es un

elemento, y también preparo el camino para importantes acontecimientos que estaban

por tener lugar en el campo de la química.

FUNDAMENTO: LA ELECTRÓLISIS DEL AGUA

La electrolisis es el proceso de descomposición de una sustancia por medio de la

electricidad. La palabra electrólisis significa "destrucción por la electricidad”. 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 que tienen la propiedad de

conducir la corriente eléctrica. Si se coloca un par de electrodos dentro de una solución

de electrolito (compuesto ionizable) y se conecta una fuente de corriente continua entre

ellos, los iones positivos de la solución 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. Al

aplicar una diferencia de potencial eléctrica a dos electrodos dentro de una solución

caustica, los iones oxigeno se mueven hacia el electrodo negativo, se descargan y se

depositan en el electrodo como átomos de oxígeno. Los iones hidrogeno se descargan

a su vez en el electrodo positivo como átomos de hidrógeno. Esta reacción de

descomposición producida por una corriente eléctrica se llama electrólisis y genera los

siguientes gases:2

OXIGENO (Producido por AFGASA a 99,9% DE PUREZA) Elemento gaseoso

ligeramente magnético, incoloro, inodoro e insípido. El oxígeno constituye el 21% en

volumen o el 23,15% en masa de la atmósfera, el 85,8% en masa de los océanos (el

agua pura contiene un 88,8% de oxígeno), el 46,7% en masa de la corteza terrestre

(como componente de la mayoría de las rocas y minerales). El oxígeno representa un

60% del cuerpo humano. Se encuentra en todos los tejidos vivos.

HIDROGENO (Producido por AFGASA a 99,9% DE PUREZA) : Elemento químico de

número atómico 1 y símbolo H. A la temperatura ambiente se lo encuentra como

hidrógeno biatómico, un gas inflamable, de elevada capacidad calórica, incoloro e

inodoro. Es el elemento químico más ligero y más abundante del Universo. Aparece en

multitud de sustancias como, por ejemplo, el agua y los compuestos orgánicos, y es

capaz de reaccionar con la mayoría de los elementos. Tiene amplios usos en la

industria, en la petroquímica y en alimentos.

Por lo que en el experimento realizado seguiremos el principio de la electrolisis del agua

con ayuda de un generador eléctrico (en este caso una pila) en un medio con agua

teniendo como conductor al bicarbonato de sodio que pasa a través del grafito y por

medio de estos, se lleva a cabo una descomposición denominada electrolisis.

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OBJETIVO

Los alumnos identificaremos como la electroquímica está presente en procesos

importantes en la vida diaria, así como identificar todos los componentes de de una

celda electrolítica, la reacción catódica y anódica y los resultados obtenidos de dicha

electrolisis.

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MATERIALES

Agua

Detergente liquido

Silicón frio

Bicarbonato de Sodio

Cautín

1-Frasco con su tapa

1 manguera delgada

1 Batería de 9 volts

1 Vaso

2 cables con pinzas de cocodrilo

2 Grafitos

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METODOLOGIA PARA SU CONSTRUCCION

1. Con ayuda del Cautín se le realizan tres agujeros a la tapa del frasco, dos del tamaño del grafito y el último del tamaño de la manguera.

2. El

frasco se rellena con agua casi hasta el borde.

3. Se le agrega el bicarbonato de Sodio y se disuelve bien.

4. Se le coloca la tapa al frasco y se cierra bien.

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5. En un agujero de la tapa se le coloca una de las bocas de la manguera asegurándose de que la manguera no toque el agua y se pega con silicón.

6. En los otros dos agujeros se colocan los grafitos de manera que solo salgan las puntas y evitando que se toquen.

7. Se coloca un vaso con agua en el que se introduce la otra boca de la manguera.

8. Con un cable se realiza una conexión de un grafito hacia el lado positivo de la pila y el otro cable debe conectar el otro grafito con el lado negativo de la pila.

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9. Cuando el hidrogeno pase por la manguera hacia el vaso con agua a este se le agrega el detergente líquido para crear burbujas de hidrogeno.

RESULTADOS

Disociación el ión Hidrogeno (H+) y el Hidroxido (OH-)

H2O H+OH

Anódica (oxidación)

(4OH-) – (4e-) O2 + 2HO

Cátodo (reducción)

(4OH) + (4e-) 2H2

Proceso total (suma de ambos)

(4OH-) – (4e-) O2 + 2HO

(4OH) + (4e-) 2H2

(4OH) – 4H+ 2H2 O2 2H2O

4H2O 2H2 + O2

2H2O= 4H2O – 2H2O 2H2 + O2

2H2O 2H2 + O2

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FEM INDUCIDA

FEM= E° ánodo - E° cátodo

FEM= (+2.07V) – (0.00V)

FEM= 2.07

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ANALISIS DE RESULTADOS

Durante nuestro experimento observamos que el bicarbonato de sodio (NaHCO3) sirve como conductor de la electricidad por que el agua (H2O) es un mal conductor de electricidad entonces el (NaHCO3) es para la descomposición del agua con el paso de la electricidad que es trasmitida por el grafito al agua (H2O) este proceso es conocido como electrolisis del agua porque se realiza en electrolitos lo que sucede es una disociación de él ion hidrogeno y el hidróxido este proceso sucede en el ánodo que es donde se produce la oxidación y en el cátodo donde se produce la reducción y como proceso total obtenemos la suma de ambos y nos queda como resultado que por cada dos moléculas de agua se obtiene una molécula de oxígeno y dos de hidrogeno esto quiere decir que se obtendrá un volumen de gas de oxigeno por cada dos volúmenes de gas hidrogeno

CONCLUSIÓN

En el experimento hecho se llevó a cabo la electrólisis que es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio de la electricidad. En ella ocurre la captura de electrones por los cationes en el cátodo (una reducción) y la liberación de electrones por los aniones en el ánodo (una oxidación). Por el cual se pudo observar sin dificultad dicho proceso que sufre el agua junto con otra sustancia o soluto.

Este proceso es una parte fundamental para los procesos químicos y eléctricos teniendo como base la electricidad para su correcto funcionamiento en el cambio de de energía de uno a otro.

Bibliografía

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Memoria química esculpida,AAVV; Ana Soler (coord.), Kako Castro (coord.), 1ª

Edición, Septiembre 2001,Francia, Editorial Cuatricromía

Rosemary Gene; Ihde, Aaron (1954), “Electroquimica de Faraday” . Journal of

Chemical Education 31 Mayo: 226–232.

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