*DESCOMPOSICIÓN DEL AGUA*

(PRÁCTICA DE LABORATORIO)

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.- Llena de agua el vaso de precipitado de 300 ml.

2.- Agrega el cloruro de sodio y disuelve.

3.- LLena con la solución obtenida los dos tubos de ensayo y colocalos de manera vertical en la bandeja (cuidando que no entre nada de aire dentro del tubo de ensayo)

4.- La solución restante vaciala en la bandeja.

5.- Con una cinta de aislar adhiere los dos pedazos de  gráfito ( quienes serán los electrodos) con el circuito eléctrico y colocalos dentro de los dos tubos de ensayo.

 6.- Después de unos minutos comenzarás a observar en los electrodos burbujas pues ahí es donde se formará la reacción el ánodo (el positivo) recogerá el oxígeno y el cátodo (el negativo) recogerá el hidrógeno.

7.- La solución contenida en los dos tubos de ensayo compenzará a disminuir.

8.- Cuando empiezes a observar que la propoción entre el hidrógeno y el oxígeno es de 2:1 marca la relación entre ambos y saca de manera vertical el tubo de ensayo en donde contienes el hidrógeno (a manera que el resto de la solución se quede en la bandeja).

9.- Inclina el tubo de ensayo y coloca un cerillo en la boquilla del tubo ( es decir transmite energía calorifíca) escucharás un pequeño sonido sordo provocado por el hidrógeno.

10.- Realiza lo mismo con el oxígeno y mide con la probeta la cantidad de volumen de cada marca.

11.- Así finalmente dimos concluido el procedimiento de esta práctica en dónde separamos el oxígeno del hidrógeno.

Observaciones:

Mediante el proceso de la electrólisis pudimos observar la reacción química mediante el burbujeo dentro del tubo de ensayo en donde se encontraba la solución y así finalmente logramos separar el hidrógeno y el oxígeno, en donde el primero fue el doble que el oxígeno.

Durante el primer procedimiento de la electrólisis tuvimos varios inconvenientes uno de ellos fue que la energía que transferiamos no era suficiente y esto provoco que la reacción fuera un poco más tardada pero finalmente después  de un rato logramos el objetivo.

Análisis:

Una vez realizada la práctica pudimos comprobar y ser testigos que efectivamente la relación entre el compuesto del agua es de 2:1; el resultado principal de ello fue que el gas formado en la carga negativa o llamada cátodo (en donde se recogió el hidrógeno) fue el doble que el gas que se encontraba en la carga positiva o mejor conocido como el anódo (en donde se recogió el oxìgeno).

Las siguientes fueron las marcas obtenidas durante la primera y segunda realización de esta práctica.

* En el cátodo (donde se encontraba el hidrógeno): En el primer experimento obtuvimos 6 ml. Y en el segundo 5 ml.

* En el ánodo (donde se encontraba el oxígeno): En el primer experimento obtuvimos 3ml. Y en el segundo 2.6 ml.

-     En la electrólisis realizada por mi profesora en el laboratorio se obtuvieron los siguientes volúmenes:  * En el cátodo se obtuvo 24.2 ml. Y en el ánodo se obtuvo 12.1 ml.

      Los resultados del volumen obtenidos en los  6 equipos fueron los siguientes:
                                                                                2.98
                                                                                2.01    

2.0

1.92

3.35

2.5

2.09

3.2

2.03

1.93

1.15

      Los cuatro valores sombreados tienen que eliminarse ya que estan muy alejados de la relación 2:1 eso me indica que debo repetir las veces que sea necesario el experimento para comprobar si efectivamente la hipótesis es correcta; esto lejania en los resultados se debe a diversos factores ya sea por la falta de cantidad de corriente, por la concentración de disolución o bien por el área de contexto (tamaño de electrodo).

      Conclusión: 

      Finalmente mediante la realización de esta práctica podemos reafirmar que la relación en el compuesto del agua referente al hidrógeno y oxígeno es de 2:1 ya que el gas del hidrógeno fue el doble que el del oxígeno.

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