Protocolos de Química Experimental: Electrólisis, Precipitación y Filtración al Vacío

Experimento 1: Electrólisis del Yoduro de Potasio (KI)

Objetivo

Llevar a cabo la electrólisis de una disolución acuosa de KI 0,1 M.

Materiales y Reactivos

• Materiales: Soporte con doble nuez y pinza, papel indicador del pH, tubo en U, embudo, 2 pinzas de cocodrilo e hilo conductor (cable), 2 electrodos de grafito y toma de corriente.
• Reactivos: Disolución acuosa de KI 0,1 M (previamente preparada).

Procedimiento

El proceso consiste en aplicar una corriente eléctrica continua para producir una reacción redox que, de otra manera, no se hubiera producido, provocando una reacción química no espontánea. Este fenómeno es lo que denominamos electrólisis. El recipiente donde se produce la electrólisis es la cuba electrolítica.

1. Colocamos el tubo en U en un soporte de doble nuez y pinza.
2. Vertimos en él la disolución de KI previamente preparada, ayudándonos de un embudo, hasta llenar dos tercios del contenido del tubo.
3. A continuación, añadimos en cada extremo del tubo en U un electrodo de grafito, sujetos por pinzas de cocodrilo, que irán conectadas mediante un hilo conductor a una fuente de corriente eléctrica continua.

Observaciones y Resultados

Entre los electrodos se forma un campo eléctrico. Observamos que:

• En el cátodo (reducción) se desprende H₂ en forma de gas.
• En el ánodo (oxidación) aparece yodo (I₂) identificado por su color amarillo. (La masa depositada se relaciona con la Primera Ley de Faraday).

Para cuantificar la presencia del ion OH⁻, introducimos el papel indicador en el cátodo y comprobamos que torna a color azul, lo que indica un pH entre 8 y 9.

Experimento 2: Determinación de Solubilidad y Separación por Filtración al Vacío

Objetivo

Formar un precipitado a partir de la mezcla de dos sales (CaCl₂ 0,2 M y Na₂CO₃ 0,3 M) y separarlo mediante filtración.

Materiales y Reactivos

• Materiales: Balanza electrónica, vidrio de reloj, espátula, varilla de vidrio, frasco lavador, probeta, doble nuez y pinzas, embudo Büchner, matraz Kitasato, trompa de vacío, gradilla, estufa, filtro de papel, tubos de ensayo (2).
• Reactivos: H₂O destilada, CaCl₂, Na₂CO₃ y AgNO₃ (disoluciones previamente preparadas).

Procedimiento

Partimos de ambas disoluciones de sales preparadas previamente.

1. Medición de volumen: Primero mido [**...**] ml de [**CaCl₂**] 0,2 M en una probeta con la ayuda de un embudo hasta llegar a la marca de volumen deseado, en este caso [**...**] ml.
2. Enrasado: Para ello, debo enrasar, que consiste en hacer coincidir la parte baja del menisco (tangente) con la marca del volumen que se quiere medir.
3. Una vez enrasado el volumen, con un embudo, paso la disolución a un tubo de ensayo que colocaré en la gradilla.
4. Repito la operación para la siguiente disolución (Na₂CO₃) y vierto el volumen en otro tubo de ensayo.
5. Precipitación: A continuación, se añade una disolución sobre la otra y se mezclan, por lo que se producirá la precipitación.
6. Montaje de Filtración: Después de que haya precipitado, hay que separar el sólido por filtración al vacío. Se prepara el montaje: embudo Büchner, matraz Kitasato y trompa de vacío.
7. La trompa debe ir conectada a una toma de agua y al matraz. El embudo se coloca sobre el matraz.
8. Pesaje del Filtro: Se recorta un trozo de papel de filtro. Se coloca en la balanza el vidrio de reloj y se tara (se registra su peso para luego poder descontar su peso del total del precipitado). Luego colocamos encima el filtro y lo taramos.
9. Filtración: Por último, se filtra al vacío para separar el precipitado, que quedará sobre el papel de filtro.
10. Lavado: Lavamos varias veces con agua destilada hasta que al añadir AgNO₃ al filtrado no quede turbio (lo que indica que se han eliminado los iones solubles).
11. Secado y Pesaje Final: Se recoge el precipitado del filtro, se seca en la estufa y se pesa. Este será la masa real de precipitado que obtenemos.