QUÍMICA
EN LA INGENIERÍA
LABORATORIO
MEMORIA
PRÁCTICA 8 –Electrolisis de una disolución de yoduro de potasio.
Pila electrolítica.
COMPONENTES:
Silvia
Estébanez Ruiz
Diego
Fernández Cheliz
Clara
Fernández Perrote
ÍNDICE
DE LA PRÁCTICA:
1.
Fundamento de la práctica
2.
Material y reactivos
3.
Fundamento teórico
4.
Método experimental
5.
Cálculos y cuestiones
6.
Posibles errores
7.
Conclusiones
1.
FUNDAMENTO DE LA PRÁCTICA
En esta
práctica se estudian aspectos prácticos de las reacciones de
oxidación-reducción no espontáneas.
Para poder
llevarse a cabo necesitamos conocer cómo construir una pila o cuba
electrolítica (donde se desarrollarán dos semirreaciones una de
oxidación en el electrodo negativo y otra de reducción en el
electrodo positivo cada una se dará dentro de una celda
electrolítica) y en que consiste el proceso para que esta se
desarrolle (la electrolisis).
Realizaremos
pues la electrolisis del yoduro de potasio (KI) y tendremos como fin
de esta práctica determinar la cantidad de producto formado la cual
depende de la cantidad de carga que pasa a través de la celda
electrolítica y de la estequiometria de la reacción.
Hay que tener
en cuenta que la cantidad de sustancia que se reduce o se oxida para
cualquier semirreacion es directamente proporcional al número de
electrones que entran en la celda.
Deberemos
pues para determinar la cantidad de iones hidroxilo formados ene l
catodo realizar una valoración acido de base y para hallar la
cantidad de yodo producido en el ánodo realizar una valoración
redox.
2-MATERIAL
Y REACTIVOS
MATERIAL
|
REACTIVOS
|
-2 celdas
-2
electrodos de grafito
-Fuente de
corriente continua con conector ,alambres y caimanes
-1 bureta
-1embudo
cónico
-Vasos de
precipitado
-Pipeta y
pipeta Pasteur
-Gradilla
y tubos de ensayo
|
-Yoduro de
potasio 0.5M
-Ácido
clorhídrico 0.1M
-Tiosulfato
de sodio 0.05M
(Na2S2O3)
-Fenolftaleína
|
3-FUNDAMENTO
TEÓRICO:
Para llevar a
cabo el experimento debemos conocer que una valoración es un proceso
químico en el cual una reacción de concentración conocida llamada
reactivo valorante se añade a otra disolución con reactivo de
concentración desconocida (analito).Gracias a este proceso se
determina el volumen del reactivo valorante ,que reacciona
completamente con un volumen conocido de analito.
En una
valoración acido-base se determina el contenido del ácido o la base
de una disolución a partir de su reacción acido-base con otra
disolución de base o acido de concentración conocida, esto tiene su
fundamento en el cambio brusco que experimenta el pH cuando la
reacción de neutralización se ha completado. Para observar cuando
ocurre esto (punto de equivalencia) se utiliza un indicador este
presenta distinto color según el pH del medio.
En una
valoración redox se halla la cantidad de un oxidante de una
disolución mediante un proceso redox con otra disolución de
reductor de concentración conocida. Uno de los reactivos actúa como
indicador ya que las formas oxidada y reducida dan lugar a colores
distintos.
4-MÉTODO
EXPERIMENTAL:
1.
Construcción de una pila electrolítica:
Necesitaremos
dos semiceldas cada una de ellas con un orificio.
Se realizaran
dos experiencias una durara cinco minutos y la otra el doble.
Se coloca un
papel de filtro entre ambas semiceldas y se unen con celo (no debe
escaparse liquido)
Se vierten
15ml de KI 0.5M en una semicelda y 15ml en la otra.
Introduciremos
en cada celda un electrodo de grafito dejando pasar la corriente.
Con ayuda de
dos pipetas Pasteur introducimos el contenido de cada una de las
semiceldas en dos tubos de ensayo tras pasar el tiempo establecido.
Repetir el
procedimiento con la segunda experiencia.
2. Valoración
de las disoluciones
2.1
Valoración acido-base de la disolución de hidróxido de sodio
Se llevan a
cabo 4 valoraciones (dos con disolución NaOH del primer ensayo y
otras dos con el NaOH del segundo ensayo)
Pasaremos
agua por la bureta situada en el lugar de trabajo
Pipetearemos
6ml de la disolución NaOH y los verteremos a un matraz Erlenmeyer.
Añadiremos una gota de fenolftaleína y atenderemos al color
Llenaremos la
bureta con una disolución de HCl 0.1M y enrasamos a cero
Realizaremos
la primera valoración dejando caer gota a gota el HCl sobre el NaOH
.Se detendrá el proceso cuando se aprecie el cambio de color
Estimaremos
el volumen del punto final de la valoración y repetimos el proceso.
2.2
Valoración redox de la disolución de yodo
Realizaremos
cuatro valoraciones como en el apartado anterior.
Pasaremos
agua por la bureta de la mesa de trabajo
Pipetearemos
6ml de la disolución de yodo y les verteremos a un matraz Erlenmeyer
observando el color de la disolución
Llenaremos la
bureta con Na2S2O3
de 0.1M y enrasaremos a cero
Realizaremos
la primera valoración dejando caer gota a gota la disolución de
Na2S2O3
sobre la de I2
5-CÁLCULOS
Y CUESTIONES
1.-
CONSTRUCCIÓN DE UNA PILA ELECTROLÍTICA:
Escribir las reacciones que
tienen lugar en el ánodo y en el cátodo de la pila electrolítica.
¿Cuál es el oxidante y cuál el reductor? Calcule
el potencial estándar de la pila.
Semireacción
en el cátodo: :
2
H2O
(l) + 2e-
H2(g)
+ 2OH-
(ac)
|
|
Semireacción
en el ánodo: :
2I-
(ac)
I2
(s) + 2e
|
|
Reacción
global: 2I-
(ac) + 2 H2O
(l) I2
(s) + H2(g)
+ 2OH-
(ac)
|
|
Oxidante:
iones yoduro(2I)
|
Reductor:
( potencial más pequeño)= iones hidroxilo (h2o)
|
Explicación
del significado del signo de ΔEo:
se halla con el potencial de reducción de la reaccion dada en
el ánodo cambiando el signo (cambiando el signo dos veces en
este caso ya que la reacción va en dirección contraria al
resultado que sale en la tabla de potenciales ) más el
potencial de reducción de la reacción dada en el cátodo =
-(-0,54) -0,83
|
|
2.- VALORACIÓN DE LAS DISOLUCIONES
2.1.- VALORACIÓN ÁCIDO-BASE DE LA
DISOLUCIÓN DE HIDRÓXIDO DE SODIO
A.-
Escribir
la reacción efectuada en la valoración ácido base.
Reacción:
Na+
+
2H2O
Na + 2OH-
+
H2
|
Tiempo
|
V(OH-)
ml
|
V(HCl)
ml
|
5 min
|
6
|
2.4
|
5 min
|
6
|
2
|
10
min
|
6
|
2.5
|
10
min
|
6
|
2.2
|
VHCL(medio)
ml = 2.2 (5 min)
VHCL(medio)
ml = 2.35 (10min)
MOH-
mol/L =0,0392 M
Q ( C )= 193000
I ( Ma) = 3216,67
2.2.- VALORACIÓN REDOX DE LA
DISOLUCIÓN DE YODO
A.-
Escribir
la reacción efectuada en la valoración redox.
Reacción:
I2
+
2H2O
2I-
+ 2H3O+
|
|
Tiempo
|
V(I2)
ml
|
5 min
|
6
|
5 min
|
6
|
10
min
|
6
|
10
min
|
6
|
VS2O3=(medio)
ml = 1.35 (5min)
VS2O3=(medio)
ml = 2.75(10min)
M(
I2
)
mol/L = 0,0229 M
Q ( C ) =193000
I ( Ma)= 3216.67
6-POSIBLES
ERRORES:
Los errores
podrían encontrase si se hubiera apuntado un volumen erróneo tomado
al no haber cerrado la llave de la bureta en el momento correcto.
También
podrían encontrase errores si se hubiesen realizado mal los cálculos
o elegido mal las unidades de medida.
7-CONCLUSIONES:
-La cantidad
de sustancia que se reduce o se oxida para cualquier semirreacion es
directamente proporcional al número de electrones que entran en la
celda electrolítica.
-En una
valoración redox se halla la cantidad de un oxidante de una
disolución mediante un proceso redox con otra disolución de
reductor de concentración conocida.
-En una
valoración acido-base se determina el contenido del ácido o la base
de una disolución a partir de su reacción acido-base con otra
disolución de base o acido de concentración conocida.
