Química

Asignatura: Química

Profesor:Luis rondón

En la asignatura de Química el profesor Luis mando a los estudiantes de 3año sección “A” realizar diversos experimentos casero con componentes químicos como cierre de proyecto de aprendizaje. Tomando como estrategia promover el uso de herramientas tecnológica debemos grabar videos en el aula de clases de diferentes experimentos casero como por ejemplo como formar lejía, crema hidratante, protector solar, colonia e incluso yogur

Fabricación de hipoclorito sódico: lejía casera con una pila y agua con sal

En esta entrada os mostraremos el montaje paso a paso de un curioso aparato casero para la producción de hipoclorito sódico por electrolisis (lejía o lavandina). Se trata de una celda electrolítica que podemos fabricar en casa con materiales corrientes, muy fáciles de conseguir.

En concreto, vamos a necesitar:

– Una botella de plástico de 500 ml (puede ser de distinto volumen).

– Cloruro sódico (sal de cocina) y agua destilada (puede ser del grifo, yo he empleado agua destilada por costumbre).

– Cable de cobre

– Minas de grafito. Usaremos una mina extraída de un lápiz corriente para el cátodo y una mina más gruesa, de dibujo artístico, para el ánodo.

– Una o dos pilas de 9 voltios (las que tienen forma de paralelepípedo).

Lo primero que haremos será fabricar nuestros electrodos, conectando un cable de cobre a cada una de las minas y asegurando que hace buen contacto protegiéndolo con cinta aislante. Se muestra uno de ellos en la fotografía siguiente:

A continuación colocamos los electrodos en la botella. El montaje rudimentario que realizaremos quedará tal y como se muestra en la siguiente imagen:

Una vez que introducimos la disolución de NaCl en la botella (debe estar saturada, sabiendo que 100 ml de agua son capaces de disolver en torno a 36 gramos de cloruro sódico), conectaremos una pila de 9V o varias pilas de 9V en serie, tal y como hemos hecho nosotros. Como ves, hemos puesto el sistema en una campana extractora de gases, para evitar el peligro por desprendimiento de cloro gaseoso:

Como podéis ver, tenemos un electrodo grueso atravesando el tapón de la botella. Este electrodo es el ánodo, de polaridad positiva (debéis conectarlo al polo positivo de la pila), y en él se producirá la oxidación del cloruro a cloro. También tenemos un electrodo fino y horizontal que es el cátodo, de polaridad negativa (lo debéis conectar al polo negativo de la pila) y en él se producirá la reducción del agua.

El proceso químico que tendrá lugar en nuestra celda electrolítica es el siguiente:

Ánodo – Semirreacción de oxidación

Hacia el ánodo, que es positivo, se dirigirán los aniones cloruro, y en la superficie del mismo tendrá lugar su oxidación de Cl- a Cl2, según:

2Cl(-) –> Cl2(g) + 2e

Y ¡OJO! Aquí viene la parte peligrosa: el cloro es un gas muy tóxico. Durante nuestra electrolisis se desprenderá parte del mismo (otra parte, la máxima posible, se convertirá en hipoclorito, ClO(-)), por lo que es necesario tener el aparato en un lugar muy bien ventilado, por ejemplo en el balcón o la terraza.

Atención: el cloro es un gas muy tóxico. Asegúrate de realizar el proceso en un lugar ventilado.

Cátodo – Semirreacción de reducción

Podríamos pensar que hacia el cátodo, que es negativo, se dirigen los cationes Na(+) del cloruro sódico y se reducen a Na. Sin embargo, el potencial estándar de esta reducción es muy negativo (el Na es muy muy reductor) por lo que la reducción que tiene lugar en realidad es la reducción del agua, según el siguiente proceso:

2H2O + 2e –> H2(g) + 2OH(-)

Como podemos ver, en el cátodo se produce hidrógeno gaseoso, por lo que también veremos un burbujeo en el mismo.

El hidrógeno es un gas muy inflamable, por lo que debemos mantener nuestra celda electrolítica lejos de cualquier fuente de ignición.

Asimismo se van produciendo iones hidroxilo, es decir, la disolución inicial de NaCl se va conviertiendo progresivamente en una disolución de NaOH.

Producción de la lejía o hipoclorito sódico

En realidad, como hemos visto, el hipoclorito no se produce por electrolisis. Los productos de la electrolisis son, principalmente, Cl2 y OH(-). Pero estos dos productos, si están en contacto durante el tiempo suficiente, reaccionan para dar hipoclorito, ClO(-). Es por este motivo por el cual ponemos el ánodo, donde se produce el cloro, en la parte inferior: para que el recorrido del Cl2 hasta alcanzar la superficie de la disolución y liberarse a la atmósfera sea máximo. Así le damos tiempo a reaccionar con OH(-) y dar ClO(-) antes de que “escape”.

Tendremos la celda electrolítica en marcha durante 24 horas aproximadamente. Pasado este tiempo, la concentración de hipoclorito en nuestra disolución ya será apreciable por el olor, pero podemos probar si, en efecto, tiene las propiedades esperables. La forma en que nosotros hemos comprobado que realmente “funcionaba” nuestra lejía, ha sido por su capacidad para oxidar la tinta (éste es el motivo de que elimine las manchas). Para esta comprobación hemos puesto tres vasitos de precipitados con agua y una gotita de tinta de 3 colores: morado, negro y rojo. Después, al lado, hemos puesto 3 vasitos de precipitados con el mismo volumen, pero no de agua, sino de nuestra disolución de ClO(-), y hemos agregado también una gotita de la misma tinta. Pasado un cierto tiempo, aquí tenéis el resultado:

La tinta negra se resiste un poco (¡dichosas manchas!) pero… ¡Funciona! ¿Veis cómo ha decolorado por completo la tinta morada y la roja?

Ya podéis limpiar vuestra casa con la lejía que habéis fabricado, que no va a quedar viva ni una sola bacteria, pero cuidado a las salpicaduras en la ropa, ¡que también decolora! (Por suerte para el éxito de nuestro experimento).

Y, si tenéis que realizar alguna estrategia de supervivencia o viajar a algún lugar del mundo donde el acceso al agua potable sea complicado, no olvidéis echar dos electrodos y un par de pilas en la mochila. Pesan poco y os pueden sacar de un buen lío