1. Proceso de Filtración

Se miden con dos probetas diferentes los volúmenes indicados de cada una de las disoluciones de reactivos y se vierten en un vaso de precipitados. Se deja reposar el contenido del vaso de precipitados para que decante (se deposite bien en el fondo) el precipitado. A continuación, se filtra el precipitado.

Para ello, hay dos técnicas diferentes: filtración a vacío o filtración por gravedad.

Se realiza la filtración a vacío por ser más rápida. Para ello, se preparan el funil Buchner y el matraz Kitasato conectados a la trompa de agua; se corta un círculo de papel de filtro que tenga el tamaño justo del fondo del funil Büchner, se coloca en el funil y, a continuación, se abre la llave para que circule agua por la trompa de agua y haga un cierto grado de vacío en el interior del matraz Kitasato.

Se vierte con cuidado el líquido a filtrar en el fondo del funil dejándolo resbalar por una varilla de vidrio para que caiga sobre el papel de filtro. Se lava varias veces el precipitado recogido en el papel de filtro con agua destilada y, finalmente, se retira el papel de filtro con el precipitado, con cuidado para que no se rompa, y se coloca en un vidrio de reloj para que seque.

Materiales para la filtración

• Probetas
• Vaso de precipitados
• Matraz Erlenmeyer
• Funil o funil Büchner
• Kitasato
• Papel de filtro
• Varilla de vidrio
• Trompa de agua

Se puede emplear un sistema de filtración por gravedad (funil, papel de filtro y vaso de precipitados) o filtración a vacío (matraz Kitasato, trompa de agua, funil Buchner, papel de filtro).

2. Proceso de Electrólisis

Material

• Vaso de precipitados pequeño
• Dos electrodos inertes (de grafito o platino)
• Un generador de corriente continua o una pila de 4,5 V
• Dos cables de conexión
• Dos pinzas de cocodrilo

Reactivos

• Disolución acuosa de cloruro de cobre(II) 1M

Procedimiento

Se introducen los electrodos en el vaso de precipitados que contiene la disolución de cloruro de cobre(II).

Los electrones que provienen del generador llegan al cátodo (electrodo negativo) donde tiene lugar la reducción de los iones Cu²⁺ de la disolución y este electrodo se va recubriendo de cobre metálico.

Cátodo (-): 2e^– + Cu²⁺(ac) → Cu(s) S. reducc. Eº = 0,34 V

Los aniones cloruro se dirigen al ánodo (electrodo positivo) donde se oxidan transformándose en gas cloro que se desprende en forma de burbujas.

Ánodo (+): 2Cl^–(ac) → Cl₂(g) + 2e^– S. oxidación Eº = –1,36 V

La corriente eléctrica originada en el generador es la que produce esta reacción que no ocurriría espontáneamente:

2 Cl^– + Cu²⁺ → Cl₂(g) + Cu (s) Eº = 0,34 + (–1,36) = –1,02 V y ∆Gº= – n.F.Eº ∆Gº>0.

3. Reacciones Redox y Celdas Electroquímicas

d) Falso. Los iones plata ganan electrones, por lo que se reducen.

e) Verdadero. Los átomos de hierro, al oxidarse, reducen a Ag⁺, por lo que el Fe es un reductor, y el Fe²⁺ será su oxidante conjugado porque puede captar electrones y reducirse.

f) Verdadero. Los cationes Ag⁺, al reducirse, oxidan al Fe a Fe²⁺, luego son oxidantes, y su reductor conjugado será la especie reducida, la Ag.

Ejemplos de Celdas Electroquímicas

a) Cu│Cu²⁺║Ag⁺│Ag

• Cu → Cu²⁺ + 2e^– E°= −0,34V, se oxida, es el ánodo, el electrodo (−)
• Ag⁺ + 1e^– → Ag E°= 0,80V, se reduce, es el cátodo, el electrodo (+)
• Cu + 2 Ag⁺ → Cu²⁺ + 2 Ag E°= 0,46V, Reacción global

b) Ag│Ag⁺║Cl^–│Cl₂(1atm; Pt)

• Ag → Ag⁺ + 1e^– E°= −0,80V, se oxida, es el ánodo, el electrodo (−)
• Cl₂(g) + 2e^– → 2 Cl⁻ E°= 1,36V, se reduce, es el cátodo, el electrodo (+)
• 2 Ag + Cl₂ → 2 Ag⁺ + 2 Cl⁻ E°= 0,56V, Reacción global

4. Influencia de las Condiciones en el Rendimiento de una Reacción: Principio de Le Chatelier

C₃H₈O(g) ⇌ C₃H₆O(g) + H₂(g) ∆H>0

a) Falso. El catalizador solo interviene en la velocidad con la que se alcanza el equilibrio, pero no influye en el valor de la constante ni, por lo tanto, en el rendimiento de la reacción.

b) Falso. Al aumentar la presión total, el equilibrio se desplazará hacia la izquierda (Principio de Le Chatelier), hacia la descomposición de la acetona, hacia la reducción del número de moles de gas, para neutralizar ese aumento de la presión externa.

c) Verdadero. Al aumentar la temperatura, el equilibrio se desplazará hacia la derecha (Principio de Le Chatelier), hacia la formación de la acetona, absorbiendo energía térmica y favoreciendo así la reducción de la temperatura, para neutralizar ese aumento.

d) Verdadero. Al disminuir la presión parcial de H₂(g), el equilibrio se desplazará hacia la derecha (Principio de Le Chatelier), hacia la formación de la acetona, hacia el aumento del número de moles de gas, para neutralizar esa disminución.

e) Falso. Al disminuir la temperatura, el equilibrio se desplazará hacia la izquierda (Principio de Le Chatelier), hacia la descomposición de la acetona, favoreciendo la reacción exotérmica, liberando energía térmica y favoreciendo así el aumento de la temperatura, para neutralizar esa influencia externa.