Electrólisis del agua con bases
Realizar la electrólisis del agua en un medio básico y observar las diferentes reacciones.
La base científica de este experimento
Este experimento muestra la electrólisis del agua mediante una reacción redox diferente. Al modificar el pH de la solución, las reacciones varían, aunque los resultados son los mismos.
En el medio básico hay iones OH– y iones Na+, que migran, respectivamente, hacia el ánodo y el cátodo.
En el cátodo, las moléculas de agua se reducen porque su potencial (E₀(H₂O/H₂) = –0,83 V) es mayor que el de los iones de sodio (E₀(Na/Na⁺) = –2,73 V). Los iones de sodio no sufren ninguna reducción debido a su potencial de reducción muy negativo.
En el ánodo, los iones OH⁻ se oxidan porque su potencial (E₀(O₂/OH⁻) = +0,40 V) es inferior al potencial del par redox (E₀(O₂/H₂O) = +1,23 V).
En el cátodo (–) 4 H₂O + 4 e⁻ → 2 H₂ + 4 OH⁻.
En el ánodo (+) 4 OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4 e⁻.
Equipo utilizado
- Tubo en U con salidas laterales — CHE-004
- Electrodos de platino — CHE-016
- Cables de conexión, rojos — ELE-005, ELE-006
- Cables de conexión, negros — ELE-007, ELE-008
- Fuente de alimentación de corriente continua
Productos químicos y reactivos
- Hidróxido de sodio 0,2 M — R:35 S:26-37/39-45
Notas de seguridad
- Utiliza siempre gafas protectoras y guantes.
- Las mezclas de hidrógeno y aire son explosivas. Asegúrate de que no haya llamas abiertas cerca del aparato.
Preguntas para los alumnos
- Describe lo que ocurre en el aparato.
- Escribe las ecuaciones equilibradas del proceso y anota tus observaciones.
- ¿Qué ocurre al prender fuego a los tubos de ensayo? Indica dónde se producen el hidrógeno y el oxígeno.
- ¿Cuáles son las diferencias entre la electrólisis en un medio básico y en uno ácido?
Qué puedes esperar
El paso de la corriente eléctrica provoca la formación de burbujas en los electrodos. El gas que se acumula en el cátodo (–) explota, lo que indica la presencia de hidrógeno. El gas que se acumula en el ánodo (+) hace que la llama brille más, lo que indica la presencia de oxígeno. Las reacciones en medio básico se producen con iones OH– en lugar de H+. En el cátodo (–), las moléculas de agua se reducen, produciendo OH– e hidrógeno. En el ánodo (+), los iones OH– se oxidan para formar oxígeno y agua.
Eliminación
Vierte la solución en el contenedor de residuos.
Realiza este experimento en tu clase
Este experimento forma parte de ATP Volta, un laboratorio científico móvil autónomo que convierte un aula normal en un laboratorio STEM en pleno funcionamiento, con más de 200 experimentos de física, química, biología, robótica e ingeniería. « Gali », el tutor de IA integrado en ATP Connect, guía a los alumnos en cada paso y responde a sus preguntas en la mesa de trabajo.
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