L'electròlisi
Després de veure el vídeo respon les següents preguntes:
Per què creus que en l'electròlisi de l'aigua amb NaCl no s'obté oxigen i, en canvi, s'obté clor?
Busca i explica per què el grafit és conductor de l'electricitat.
Equilibri tèrmic
Avui al laboratori hem posat en contacte l'aigua d'un tub d'assaig a 80ºC amb l'aigua d'un vas de precipitats a temperatura ambient (uns 20ºC). Hem enregistrat les dades de les temperatures de les dues aigües respecte el temps i hem fet la gràfica de resultats. S'ha observat que al cap d'un temps les dues aigües han arribat a l' equilibri tèrmic. L' equilibri tèrmic s'assoleix quan dos cossos a diferents temperatures es posen en contacte i el conjunt es deixa evolucionar al llarg del temps. El cos calent transfereix energia en forma de calor al cos fred fins que les temperatures dels dos cossos s'igualen, moment en el qual s'arriba a l'equilibri tèrmic. Existeix una fórmula matemàtica per calcular la calor que es transfereix quan un cos canvia de temperatura. Aquesta depèn de l'increment de temperatura, la calor específica del material i de la seva massa: Q = m·Ce·(Tfinal - Tinicial) on m = massa, Ce = calor específica i T = t...
En l'electròlisi de l'aigua amb NaCl, el clor es produeix en l'electròlisi en lloc de l'oxigen perquè el clor té una major tendència a oxidar-se en comparació amb l'oxigen. Quan passa corrent elèctric a través de la solució d'aigua salada (NaCl), els ions de clorur (Cl-) es descarreguen a l'ànode, formant clor gas (Cl2), mentre que els ions d'hidròxid (OH-) es descarreguen al càtode, formant hidròxid de sodi (NaOH) i hidrogen gas (H2). Així, el clor es produeix preferentment a l'ànode en lloc de l'oxigen.
ResponEliminaEl grafit és conductor de l'electricitat principalment perquè les seves estructures moleculars estan formades per àtoms de carboni disposats en capes planes. En aquestes capes, els àtoms de carboni estan enllaçats fortament dins de cada capa mitjançant enllaços covalents, però les capes estan lligades entre elles per forces de van der Waals, que són més febles.
Aquesta disposició permet que els electrons lliures es moguin fàcilment a través de les capes del grafit, ja que no estan tan units com en altres tipus de materials. Això fa que el grafit tingui una conductivitat elèctrica relativament alta en comparació amb altres substàncies que no tenen electrons lliures o que estan disposades d'una manera que no permet el moviment lliure dels electrons.
Valeria :)
EliminaPer què creus que en l'electròlisi de l'aigua amb NaCl no s'obté oxigen i, en canvi, s'obté clor?
ResponEliminaAixò és degut als potencials REDOX. S'oxida abans el que té el potencial REDOX més positiu/elevat. El del clor és de 1,36V i el de l'aigua (que s'obté oxigen, 4 protons i 4 electrons) és de 1,23V. I com que el clorur és més electronegatiu s'oxidarà abans, té el potencial més gran.
Busca i explica per què el grafit és conductor de l'electricitat.
El grafit té electrons deslocalitzats, igual que els metalls. Aquests electrons es poden moure lliurement entre les capes del grafit, per la qual cosa el grafit pot conduir electricitat.
Els àtoms de carboni del grafit formen anells hexagonals continguts en un mateix espai pla, i formen làmines que es mantenen juntes per forces d'atracció mútua. Als anells hexagonals hi ha dobles enllaços o enllaços pi (π), conjugats, que permeten la migració d'electrons.
Per què creus que en l'electròlisi de l'aigua amb NaCl no s'obté oxigen i, en canvi, s'obté clor?
ResponEliminaAixò és degut a la presència de NaCl (clorur de sodi) a l'aigua. En lloc d'obtenir oxigen, s'obté clor gasós. Aquest procés es deu a la reacció d'oxidació del clorur, que és més favorable en comparació amb l'oxidació de l'aigua.
L'equació global de l'electròlisi de l'aigua amb NaCl és la següent:
2NaCl + 2H2O -> 2NaOH + H2 + Cl2
En aquesta equació, el clor gasós (Cl2) s'obté per l'oxidació del clorur (Cl-) present en el NaCl. L'aigua (H2O) es descompon simultàniament en hidròxid de sodi (NaOH) i hidrogen (H2).
Busca i explica per què el grafit és conductor de l'electricitat.
El grafit és un bon conductor d'electricitat gràcies a la seva estructura molecular. Està compost per capes d'àtoms de carboni disposats en una estructura hexagonal. En aquesta estructura, els àtoms de carboni comparteixen electrons mitjançant enllaços covalents forts, creats a través de valències híbrides sp2. Aquesta disposició d'electrons permet la formació de valències lliures, que poden moure's lliurement a través de les capes del grafit. Això significa que, tot i que els electrons estan lligats als àtoms de carboni, les capes d'electrons poden moure's sota l'aplicació d'un camp elèctric, transferint així càrrega elèctrica a través del material. Aquesta propietat fa que el grafit sigui útil en diverses aplicacions, com la fabricació d'electrodes per a bateries, el grafitatge, la fabricació de materials conductors, entre altres usos.
S'obté clor i no oxigen pel fet que el potencial de reducció del Clor (1,36V) és més gran que el de l'oxigen (1,23V) i s'oxida el que té un potencial de reducció més elevat en nombre absolut, i com que el clorur és més electronegatiu s'oxidarà abans, obtinguin Cl2.
ResponEliminaEl grafit és un bon conductor elèctric perquè té una estructura cristal·lina que permet als electrons moure's lliurement entre les capes d'àtoms de carboni, gràcies als enllaços covalents forts dins de cada capa i les forces febles entre les capes. Això proporciona electrons lliures deslocalitzats que poden transportar càrrega elèctrica a través del material, fet que el converteix en un conductor elèctric eficient.