Informe sobre electrolisis del agua

Representación y ajuste de datos. Electrolisis del agua y
determinación del Faraday.
Almudena Inchausti Vallés
Grupo C – 08/04/2014

Esta práctica tiene como principal objetivo la determinación de la constante de
Faraday a partir del estudio de la electrolisis del agua y los datos obtenidos de la misma.
A continuación, procedemos a formular las leyes de Faraday de la electrolisis:
-

-Primera ley: la masa de una sustancia alterada en un electrodo durante la
electrolisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad
transferida a dicho electrodo. La cantidad de electricidad se refiere a la
cantidad de carga eléctrica, que en general se mide en culombios.
Segunda ley: para una determinada cantidad de electricidad (carga
eléctrica), la masa de un materialelemental alterado en un electrodo es
directamente proporcional al peso equivalente del elemento. Dicho peso de
una sustancia es su masa molar dividida por un número entero, el cual
depende de la reacción que tiene lugar.

Para llegar a entender estas leyes, es importante conocer ciertos conceptos
básicos. Conviene hablar sobre los dos tipos de celdas electroquímicas: celda galvánica
y celdaelectrolítica. Ambas son dispositivos capaces de obtener energía eléctrica a
partir de reacciones químicas, en concreto reacciones redox; su diferencia es que, en el
primer tipo de celda se trata de una reacción espontánea y, en el segundo, no
espontánea.
Una reacción redox, como su propio nombre indica, es una reacción de
oxidación-reducción, entendiendo como oxidación el proceso mediante elcual un
reductor pierde electrones, pudiendo definir, además, un reductor como una especie
química que cede electrones a otra, a la cual reduce; y reducción como el proceso
mediante el cual un oxidante gana electrones, siendo oxidante la especie química que
toca electrones, oxidando a la otra sustancia.

Volviendo a las celdas (o células), afirmamos que éstas poseen electrodos, los
cualesproducen las diferentes reacciones, llevándose a cabo la oxidación en el conocido
como ánodo, y la reducción en el cátodo. Los potenciales de dichos electrodos tienen
signo distinto según el tipo de celda:
Celda
Galvánica
Electrolítica

Ánodo
+

Cátodo
+
-

En esta práctica se trabajará con una célula electrolítica, la cual produce una
reacción, tal y como podemos suponer por sunombre, de electrolisis. Realizaremos en
concreto la electrolisis del agua, que no es más que su descomposición en gas oxígeno
(O2) y gas hidrógeno (H2) por medio de una corriente eléctrica.

La electrolisis del agua pura requiere una gran cantidad de energía. Sin esa
energía extra, la reacción se produce muy lentamente, si es que llega a ocurrir. Por ello,
se introduce en ese agua unelectrolito, como una sal o, en nuestro caso, un ácido (ácido
sulfúrico, H2SO4).
La reacción de descomposición del agua:
2 H2O (l)  2 H2 (g) + O2 (g)
no puede llevarse a cabo a temperatura y presión ambientales sin la presencia de trabajo
(por eso decimos que no es espontánea), por lo que se realizará en un aparato de
Hofmann. Éste consta de dos electrodos de algún material metálico, preferentementeno
reactivo, conectados a una fuente de corriente continua. En el interior del dispositivo (el
cual es bastante similar a dos buretas unidas entre sí y a una especie de embudo) se
introduce una disolución muy diluida de ácido sulfúrico en agua. El ácido se añade, ya
que permite una mayor conductividad eléctrica que el agua.
Al encender la batería se puede observar que comienza a desprendersegas,
produciéndose los siguientes procesos en el ánodo y cátodo, respectivamente:
2 H2O (l)  O2 (g) + 4 H+ (aq) + 4e2 H+ (aq) + 2e-  H2 (g)
Siendo la reacción global la de descomposición mencionada anteriormente.
En esta experiencia, únicamente debemos conectar la fuente de corriente a los
respectivos electrodos y hacer transcurrir una corriente eléctrica con una intensidad
aproximada...