En la Empresa Electroquímica En la Empresa Electroquímica de Sagua la Grande se obtiene, de Sagua la Grande se obtiene, a partir de la electrólisis de una a partir de la electrólisis de una disolución saturada de disolución saturada de cloruro cloruro de sodiode sodio, el , el dicloro gaseosodicloro gaseoso y y una disolución concentrada de una disolución concentrada de

hidróxido de sodiohidróxido de sodio (sosa). (sosa).

BIENVENIDOS A LA EMPRESA ELECTROQUIMICA DE SAGUA

La ecuación química de la La ecuación química de la reacción fundamental del reacción fundamental del

proceso es:proceso es:

2NaCl + 2H2NaCl + 2H22O = ClO = Cl22 + 2NaOH + H + 2NaOH + H22

ánodoánodo cátodocátodo

La sustancia cloruro de La sustancia cloruro de sodio (NaCl) está sodio (NaCl) está

constituida por átomos de constituida por átomos de los elementos químicos los elementos químicos

sodio (Na) y cloro (Cl).sodio (Na) y cloro (Cl).

1111Na (Ne) 3sNa (Ne) 3s11

1717Cl (Ne) 3sCl (Ne) 3s2 2 3p3p22 3p 3p22 3p 3p11

1)1) Completa el cuadro siguiente Completa el cuadro siguientea partir de las distribuciones a partir de las distribuciones electrónicas simplificadas electrónicas simplificadas de los átomos de estos de los átomos de estos elementos químicos:elementos químicos:

NaNa ClCl

ee– – en su último en su último nivelnivel

número de nivelesnúmero de niveles

grupo de la TPgrupo de la TP

período de la TPperíodo de la TP

clasificación clasificación

electronegatividad electronegatividad **

energía de ionización energía de ionización **** alta o baja alta o baja

11 77

33 33

I AI A VII AVII A33 33

bajabaja

bajabajaaltaalta

altaalta

MM NMNM

La sustancia NaOH presenta La sustancia NaOH presenta enlace _________, el Clenlace _________, el Cl22 está está

formado por ___________ y el NaCl formado por ___________ y el NaCl se clasifica según sus propiedades se clasifica según sus propiedades como ___________.como ___________.

iónicoiónicomoléculasmoléculas

sal binariasal binaria

2NaCl + 2H2NaCl + 2H22O = ClO = Cl22 + 2NaOH + H + 2NaOH + H22

2)2)

a) a) Completa los espacios en blanco:Completa los espacios en blanco:

La electrólisis del NaCl se clasifica La electrólisis del NaCl se clasifica como una reacción endotérmica como una reacción endotérmica

porque la energía total de los porque la energía total de los reaccionantes es _________ que la reaccionantes es _________ que la de los productos; por esta causa de los productos; por esta causa

el sistema ________ energía.el sistema ________ energía.

menormenor

absorbeabsorbe

b)b)

001+1+ 00

agente oxidanteagente oxidante

11––

3)3) ¿Por qué clasificamos la ¿Por qué clasificamos lareacción anterior como reacción anterior como redox? ¿Cuál de las redox? ¿Cuál de las sustancias reaccionantes sustancias reaccionantes es el agente oxidante? es el agente oxidante?

2NaCl + 2H2NaCl + 2H22O = ClO = Cl22 + 2NaOH + H + 2NaOH + H22

1+1+ 22–– 1+1+ 22–– 1+1+

4)4) Si se someten a electrólisis Si se someten a electrólisis

700 kg de disolución de NaCl 700 kg de disolución de NaCl al 30 % en masa, calcula: al 30 % en masa, calcula:

a) La masa de sal que reacciona.a) La masa de sal que reacciona.

b) La masa de NaOH obtenida.b) La masa de NaOH obtenida.

c) El volumen de Clc) El volumen de Cl22, medido a, medido aTPEA que se produce.TPEA que se produce.

incógnita:incógnita: m(NaCl)m(NaCl)

NaClNaCl · · 100 =100 = 30 %30 %

datos:datos: m(D) = 700 m(D) = 700

kg kg

m(NaCl) =m(NaCl) =NaClNaCl · · 100100 · m(D)· m(D)

100100

m(NaCl) =m(NaCl) =30 · 700 kg30 · 700 kg

100100= 210 kg= 210 kgm(NaCl) = 210 kgm(NaCl) = 210 kg

m(NaCl) m(NaCl) NaClNaCl · · 100 =100 =

m(D)m(D)· 100· 100

m(NaOH)m(NaOH)==

m(NaCl)m(NaCl)

n(NaOH) · n(NaOH) · M(NaOH)M(NaOH)n(NaCl) · M(NaCl)n(NaCl) · M(NaCl)

m(NaOH)=m(NaOH)=2 mol2 mol··40 g·mol40 g·mol−−11··210210··101033gg

2 mol 2 mol ·· 58,5 g 58,5 g··molmol−−11

incógnita:incógnita: m(NaOH)m(NaOH)

datos:datos: m(NaCl) = 210 kg m(NaCl) = 210 kg

m(NaOH)m(NaOH)=143,59 ·=143,59 · 101033gg==143,59 kg143,59 kg

((210 kg = 210 · 10210 kg = 210 · 103 3 gg))

m(NaCl)m(NaCl)==

V(ClV(Cl22))

n(n(NaClNaCl) · ) · M(NaCl)M(NaCl)

n(n(ClCl22) ) ·· Vm Vm

incógnita:incógnita: V(ClV(Cl22))

datos:datos: m(NaCl) = 210 kg m(NaCl) = 210 kg

((210 kg = 210 · 10210 kg = 210 · 103 3 gg))

V(ClV(Cl22) =) =1 mol1 mol··24,8 L·mol24,8 L·mol−−11··210210··101033gg

2 mol 2 mol ·· 40 g 40 g··molmol−−11

V(V(ClCl22) = 65,1 · ) = 65,1 · 10103 3 LL

AlAl GeGe MgMgAgAgOO SS

AlAlGeGe

OOMgMg

AgAgSS

Si se somete a electrólisis el Si se somete a electrólisis el cloruro de sodio fundido los cloruro de sodio fundido los productos obtenidos son:productos obtenidos son:

En el cátodo: Na(s)En el cátodo: Na(s)

En el ánodo: ClEn el ánodo: Cl22(g)(g)

NaNa++ + 1 e + 1 e–– = Na(s) = Na(s)

2 Cl 2 Cl – – = = ClCl22(g)(g) ++ 2 e2 e––

En disolución acuosa, ya sea En disolución acuosa, ya sea diluida o concentrada, el ion diluida o concentrada, el ion sodio (presente en el NaCl) no se sodio (presente en el NaCl) no se reduce en el cátodo, porque el reduce en el cátodo, porque el agua es un oxidante más agua es un oxidante más poderoso. La principal reacción poderoso. La principal reacción catódica es la reducción del agua:catódica es la reducción del agua:

2 H2 H22O + 2 eO + 2 e–– = H = H22(g) + 2 OH(g) + 2 OH (ac)(ac)––

ánodoánodo cátodocátodo

NaCl(l)NaCl(l) ClCl22(g)(g) Na(s)Na(s)

NaCl(conc)NaCl(conc) ClCl22(g)(g) HH22(g) y (g) y

OHOH (ac)(ac)––

Electrólisis del cloruro de sodioElectrólisis del cloruro de sodio

COCO22(g)(g)

NaOHNaOH

BBDDHH22SOSO44

AA

Dado el esquema de Dado el esquema de transformaciones siguiente:transformaciones siguiente:

OO22

a) Formula y nombra lasa) Formula y nombra lassustancias representadas sustancias representadas por las letras A, B y D. por las letras A, B y D.

b) Escribe la ecuaciónb) Escribe la ecuaciónquímica correspondiente química correspondiente a cada transformación.a cada transformación.