Química 12mo. Grado

Temática: Ejercicios

En la Empresa Electroquímica de Sagua la Grande se obtiene, a partir de la electrólisis de una disolución saturada de cloruro de sodio, el dicloro gaseoso y una disolución concentrada de hidróxido de sodio (sosa).

BIENVENIDOS A LA EMPRESA ELECTROQUIMICA DE SAGUA

La ecuación química de la reacción fundamental del proceso es: 2NaCl + 2H2O = Cl2 + 2NaOH + H2 ánodo cátodo

La sustancia cloruro de sodio (NaCl) está constituida por átomos de los elementos químicos sodio (Na) y cloro (Cl).

1) Completa el cuadro siguiente a partir de las distribuciones electrónicas simplificadas de los átomos de estos elementos químicos: 11Na (Ne) 3s1 17Cl (Ne) 3s2 3p2 3p2 3p1

energía de ionización * Na Cl e– en su último nivel número de niveles grupo de la TP período de la TP clasificación electronegatividad * energía de ionización * 1 7 3 3 I A VII A 3 3 M NM baja alta baja alta * alta o baja

2NaCl + 2H2O = Cl2 + 2NaOH + H2 2) a) Completa los espacios en blanco: La sustancia NaOH presenta enlace _________, el Cl2 está formado por ___________ y el NaCl se clasifica según sus propiedades como ___________. iónico moléculas sal binaria

b) La electrólisis del NaCl se clasifica como una reacción endotérmica porque la energía total de los reaccionantes es _________ que la de los productos; por esta causa el sistema ________ energía. menor absorbe

2NaCl + 2H2O = Cl2 + 2NaOH + H2 3) ¿Por qué clasificamos la reacción anterior como redox? ¿Cuál de las sustancias reaccionantes es el agente oxidante? 1+ 1– 1+ 2– 1+ 2– 1+ 2NaCl + 2H2O = Cl2 + 2NaOH + H2 agente oxidante

4) Si se someten a electrólisis 700 kg de disolución de NaCl al 30 % en masa, calcula: a) La masa de sal que reacciona. b) La masa de NaOH obtenida. c) El volumen de Cl2, medido a TPEA que se produce.

NaCl · 100 NaCl · 100 = incógnita: m(NaCl) datos: m(D) = 700 kg 30 % m(NaCl) = 210 kg

datos: m(NaCl) = 210 kg incógnita: m(NaOH) (210 kg = 210 · 103 g) m(NaOH)= 2 mol·40 g·mol−1·210·103g 2 mol · 58,5 g·mol−1 m(NaOH) = m(NaCl) n(NaOH) · M(NaOH) n(NaCl) · M(NaCl) m(NaOH)=143,59 · 103g=143,59 kg

= n(NaCl) · M(NaCl) incógnita: V(Cl2) datos: m(NaCl) = 210 kg (210 kg = 210 · 103 g) V(Cl2) = 1 mol·24,8 L·mol−1·210·103g 2 mol · 40 g·mol−1 m(NaCl) = V(Cl2) n(NaCl) · M(NaCl) n(Cl2) · Vm V(Cl2) = 65,1 · 103 L

 Al Ge O Mg Ag S O Al Mg S Ge Ag

Si se somete a electrólisis el cloruro de sodio fundido los productos obtenidos son: En el cátodo: Na(s) Na+ + 1 e– = Na(s) En el ánodo: Cl2(g) 2 Cl – = Cl2(g) + 2 e–

En disolución acuosa, ya sea diluida o concentrada, el ion sodio (presente en el NaCl) no se reduce en el cátodo, porque el agua es un oxidante más poderoso. La principal reacción catódica es la reducción del agua: 2 H2O + 2 e– = H2(g) + 2 OH (ac) –

Electrólisis del cloruro de sodio ánodo NaCl(l) Cl2(g) NaCl(conc) cátodo NaCl(l) Cl2(g) Na(s) NaCl(conc) H2(g) y OH (ac) –

Dado el esquema de transformaciones siguiente: CO2(g) A NaOH H2SO4 D B

a) Formula y nombra las sustancias representadas por las letras A, B y D. b) Escribe la ecuación química correspondiente a cada transformación.