Práctica 10 “La Constante de Avogadro”
La práctica consistió en realizar la electrólisis del agua mediante
el aparato de Hoffman, el cual consta de tres tubos verticales unidos de
vidrio. El tubo central está abierto ya que a través de este se verterá el
líquido a usar, en nuestro caso fue una disolución de sulfato de sodio Na2SO4(ac). En la parte inferior de los otros dos tubos se
encuentran los electrodos conectados a la terminal negativa (cátodo) y a la
positiva (ánodo) de nuestra fuente de poder con ayuda de unos caimanes, en la
parte superior de estos tubos se encuentran unas llaves. Todo esto para poder
realizar la electrólisis del agua (no confundir con
hidrólisis) que es romper moléculas con la acción de la electricidad. Nuestro
objetivo era observar la relación entre volúmenes de gas hidrógeno y de gas
oxígeno formado en los tubos del aparato.
Tabla de Datos
Medir
Unidades
Volumen Ha‚‚
Mililitros (mL)
Volumen Oa‚‚
Mililitros (mL)
Tiempo
Minutos (min)
tratamiento de datos
Naa‚‚SOa‚„ ïƒ 2Na+ + SOa‚„2-
Reacción General: 2H2O ïƒ 4H2 + O2
Cátodo: H2O + 2e- ïƒ OH-
+ H2Ánodo: H2O ïƒ O2 + 2H+ + 2e-
Tabla de Resultados
Volumen de H2 obtenido (mL).
Tiempo (min).
Volumen de O2 obtenido (mL).
Tiempo (min).
3.00 mL
2.02,97 min
3.00 mL
3.51,43 min
6.00 mL
3.51,43 min
6.00 mL
Datos ya no calculados.
9.00 mL
5.42,17 min
9.00 mL
V = 3mL
t = 121.2s
Carga = (0.02A 121.2s) = 24.24C
Calculo del número de moles en 3 mL de H2.
En un mol de átomos de H hay
V = 6mL
t = 210.6s
Carga = (0.02A)(210.6s) = 42.12C
Calculo del número de moles en 6 mL de H2.
En un mol de átomos de H hay
V = 9mL
t = 325.2s
Carga = (0.20A)(325.2s) = 65.04C
Calculo del número de moles en 9 mL de H2.
En un mol de átomos de H hay
Promedio: 7.2592x1023 electrones
Análisis de Resultados
Para realizar la hidrólisis ocupamos una disolución de Naa‚‚SOa‚„ ya que este
compuesto puede ser separado en iones Na+ y SOa‚„2- y así “activar” la
hidrólisis esperada, ya que si solo se usara Ha‚‚O no se podría realizar por la
falta de sales en la misma.
Los datos sobrantes en eltiempo en que el volumen de Oa‚‚ llegó a 6 y 9 ml ya
no fue registrado porque tardaba la mitad del
[pic]
Figura 20. Conocimientos de óptica
en tiempos de Alhazen (año 1000). Pueden verse en el esquema espejos
cóncavos que concentran la luz solar, espejos planos,
el arco iris y la refracción de la luz, al observar las piernas del hombre en el
estanque.
[pic]
Figura 21. Uno de los diseños de Leonardo da Vinci:
aparato para tallar espejos esféricos de grandiámetro y radio de curvatura.
Desde el siglo XIV se desarrolló en Europa la construcción de lentes para
corregir defectos de la vista, como puede observarse en diversas
pinturas de la época. Cuenta la leyenda que en una tienda de lentes, en
Holanda, un cliente comenzó a mirar a través de dos lentes, puestas una
enfrente de la otra y observó que los objetos se veían más cerca de lo que en
realidad se encontraban, se había inventado así el telescopio.
EL DESARROLLO DE LA ÓPTICA COMO CIENCIA
La noticia del
descubrimiento del
telescopio llegó a Galileo en 1609, y seis meses después había diseñado y
construido un telescopio ideado por él. Lo más importante es que, por primera
vez, empleó este telescopio y los otros que construyó
posteriormente, a la investigación de la mecánica celeste.
Observó que la Luna tenía montañas, y el Sol manchas que
cambiaban con el tiempo, de donde dedujo que giraba alrededor de su eje, con
periodo de 27 días. Al observar las estrellas vio que permanecían
puntuales en el telescopio, aun las más brillantes, mientras que los planetas
se veían como
pequeñas esferas. La conclusión de Galileo fue que las estrellas debían estar
mucho más lejanas que los planetas y que el Universo podía ser indefinidamente
grande. Descubrió cuatro satélites de Júpiter.
Galileo fue el primero en proponer un método para medir la velocidad de la luz,
que consistía en que dos hombres con linternas, subidos en dos montañas próximas,
al destapar el primero su linterna, y ver la luz el segundo, éste destaparía la
suya y el primeromediría el tiempo transcurrido desde que destapó su linterna
hasta que observó la luz del otro. La velocidad de la luz
se encontraría dividiendo el doble de la distancia entre las montañas, entre el
tiempo empleado. Este método no dio resultado porque la luz
se mueve muy aprisa y el tiempo de respuesta de los observadores es muy lento.
Dos siglos después, el francés Fizeau empleó este
método con éxito, sustituyendo al segundo observador con un espejo y dotando al
primero con una rueda dentada por la que pasaba la luz de ida y de vuelta. Al
ir aumentando la velocidad de la rueda, había un
momento en que la luz que pasaba entre dos dientes, al regresar chocaba con el
diente próximo.
Willebrord Snell (1591-1626). Físico holandés.
Descubrió la ley de la refracción de la luz. En un triángulo rectángulo, o sea el que tiene un ángulo recto,
el seno de uno de los ángulos agudos es el cociente que resulta de dividir el
cateto opuesto al ángulo, entre la hipotenusa.
Cuando la luz pasa de un medio a otro, por ejemplo del aire al vidrio o al
agua, se dice que refracta. Se llama ángulo de incidencia al formado por el
rayo incidente con la normal a la superficie de separación entre los dos medios
y ángulo de refracción al formado entre el rayo refractado y la normal.
La ley de Snell nos dice que para dos medios dados, el seno del ángulo de
incidencia, entre el seno del ángulo de refracción, es una constante, y que el
rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en un mismo plano.
Esta ley es fundamental para diseñar lentes yaparatos
ópticos.
Un rayo luminoso al atravesar un vidrio de caras
planas y paralelas después de refractarse dos veces sale paralelo al rayo
incidente (Figura 22).
[pic]
Figura 22. Reflexión y refracción de un rayo luminoso al atravesar un v tiempo que el
Ha‚‚ en formarse el gas correspondiente por lo que se nos fue pedido ya no
tomar en cuenta estos tiempos.
A simple vista se podía ver que el Ha‚‚ ocupaba el doble del volumen que el
Oa‚‚, comprobando así la relación 2:1 presente en el Ha‚‚O.
Colocamos indicador universal en la disolución, y viró ligeramente a base, una
vez iniciada la hidrólisis el ánodo se tornó color rojo debido a la presencia
del ion Hidronio, también conocido como protón (H+), que es la característica
de todo ácido, el oxígeno se oxidaba y perdió 2 electrones
En el cátodo, cambió el color a azul ya que se formaba iones hidroxilo (OH-) y
el hidrogeno se reducía, ganando 2 electrones.
Conclusiones
Evaluación
Poner un poco de más indicador a la disolución para
que no se pierda tan rápidamente el color al colocarlo en el aparato de
Hoffman.
Tratamiento de residuos
El sulfato de sodio se devolvió al laboratorito. El hidrógeno y el
oxígeno obtenidos se liberaron al ambiente al ser gases inocuos.
Referencias
