C O N T E N ID O S La electrólisis

Las moléculas de ciertos compuestos químicos, cuando se encuentran en disolución acuosa, presentan la
capacidad de separarse en sus estructuras moleculares más simples y/o en sus átomos constituyentes. Estos
compuestos químicos, que evidencian la propiedad de disociación o ionización en disoluciones, se denominan
electrolitos, y la reacción química de disociación se denomina electrólisis. Las reacciones de electrólisis son la
base para concentrar y purificar el cobre del mineral donde se extrajo: método conocido como electroobtención.
CONTENIDOS
La electrólisis
ELECTRÓLISIS
tipo de reacción química donde los
Electrolitos
se disocian o ionizan en
Iones
Carga eléctrica positiva
Carga eléctrica negativa
llamados
llamados
Cationes
Aniones
Electrólisis
La electrólisis es una reacción química donde las sustancias que se encuentran disueltas en agua
(disolución) o fundidas son capaces de disociarse o ionizarse en sus componentes moleculares y/o
atómicos constituyentes. La disociación produce estructuras químicas cargadas eléctricamente, por lo que
las disoluciones electrolíticas se caracterizan por conducir la corriente eléctrica.
Ejemplo de reacción electrolítica: CaCO3
Ca+2 + CO3-2
Electrolitos
Los electrolitos son sustancias químicas capaces de disociarse o ionizarse cuando se encuentran en
disolución o fundidas. Los electrolitos disociados permiten que el sistema conduzca la corriente eléctrica.
Ejemplo de electrolitos: CaCO3
Iones
Los iones son moléculas o átomos que presentan carga eléctrica. Resultan por la disociación del electrolito
o por ganancia o pérdida de electrones.
Ejemplo de iones: Ca+2
CO3-2
Carga eléctrica negativa
La carga eléctrica negativa se refiere al estado eléctrico de una molécula o átomo que se produce por
exceso de electrones.
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El anión es un ión que presenta carga eléctrica negativa. Cuando se encuentra bajo la influencia de
electrodos que son polos eléctricos el anión migrará hacia el electrodo de signo contrario, en este caso, un
ánodo (de signo positivo), debido a que cargas eléctricas opuestas se atraen.
Ejemplo de anión: CO3-2
Carga eléctrica positiva
La carga eléctrica positiva se refiere al estado eléctrico de una molécula o átomo por déficit de electrones.
CONTENIDOS
Aniones
Cationes
El catión es un ión que presenta carga eléctrica positiva. Cuando se encuentra bajo la influencia de
electrodos que son polos eléctricos el catión migrará hacia el electrodo de signo contrario, en este caso, un
cátodo (de signo negativo), debido a que cargas eléctricas opuestas se atraen.
Ejemplo de catión: Ca+2
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Juan tiene un gran recipiente de agua con electrodos (cátodo y ánodo) en sus extremos, como muestra la
figura:
Cátodo (-)
Ánodo (+)
Juan quiere separar un conjunto de sustancias químicas para agruparlas en cationes y aniones. La lista que
posee es la siguiente:
1. KNO3 (Nitrato de Potasio).
2. NaOH (Hidróxido de Sodio).
APLICACIÓN PRÁCTICA
Un problema electrolítico: ¿cationes o aniones?
3. HCl (Ácido Clorhídrico).
4. CuSO4 (Sulfato de Cobre).
5. CO2 (Dióxido de Carbono).
6. NaCl (Cloruro de Sodio “sal común”).
7. C6H12O6 (Glucosa).
8. CuCO3 (Carbonato de Cobre).
Reflexión y análisis
Al disolver cada una de estas sustancias en el agua del recipiente, Juan no sabe como se comportarán cada una
de ellas.
a predecir dónde migrará cada uno de los iones de estas sustancias, aplicando tus conocimientos de
• Ayúdalo
la electrólisis y la formación de iones.
• Busca información en la biblioteca y consulta a tu profesor o profesora de química.
• Anota tus resultados en la tabla que se plantea a continuación:
Ejemplo: CaCO3 (Bicarbonato de sodio)
Cátodo (-)
Ca+2
CaCO3
Recipiente con agua
CO3-2
Ánodo (+)
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1. Completa la tabla con la migración de los iones en la electrólisis para cada una de las sustancias que Juan
tiene en la lista.
Sustancia
Migra hacia el Ánodo
Migra hacia el Cátodo
Ca Co3
Ca+2
CO3-2
KNO3
NaOH
HCl
CuSO4
CO2
NaCl
C6H12O6
CuCO3
APLICACIÓN PRÁCTICA
Resultados
2. ¿Hay algún compuesto de la lista que no migre? Si es así, ¿cuáles son y por qué no lo hacen?
3. ¿En qué se parece lo que quiere hacer Juan, con lo que se hace en la electroobtención del cobre?
4. ¿Qué finalidad práctica tiene la electrólisis en la electroobtención del cobre?
5. ¿Qué utilidad tienen los electrolitos en la vida diaria?
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Ciencia.
Subsector: Estudio y Comprensión de la Naturaleza
Nivel:
Octavo Año Básico (NB 6) y 1er Año de Educación Media (NM1)
Descripción general
En el texto La electrólisis se dan a conocer las características y propiedades de esta reacción química,
los fenómenos relacionados y su utilidad práctica. Este material puede ser utilizado para profundizar el
concepto de reacción química abordado en la unidad Cambios de la materia (NB6) y en la unidad El agua
(NM1) de los programas de estudio de esos niveles.
Este contenido se relaciona con el proceso productivo del cobre en su etapa de electroobtención, ya que
esta división del proceso se realiza gracias al principio químico de la electrólisis.
Se ofrece una actividad práctica en la que los estudiantes ejercitan el concepto de electrólisis abordado
mediante una resolución de problemas, con una mirada de utilidad práctica.
Objetivos
fundamentales
NB6
Comprender
los procesos de
transformación
físico-química de la
materia y saberlos
aplicar a principios de
conservación.
NM1
Experimentar,
observar y analizar
procesos químicos en
contextos diversos.
•
•
Objetivos
transversales
•Exponer ideas, opiniones,
convicciones, sentimientos
y experiencias de manera
coherente y fundamentada.
Resolver problemas a través
del uso de herramientas y
procedimientos basados
en una actitud reflexiva y
metódica.
Analizar, interpretar y
sintetizar información y
conocimientos.
•
•
Aprendizajes posibles
• Explicar el fenómeno de la
•
•
•
•
electrólisis y caracterizarla
utilizando esquemas.
Identificar electrolitos en
una reacción electrolítica.
Identificar iones, cationes
y aniones, relacionándolos
con sus cargas eléctricas.
Explicar la migración de
los iones en un sistema de
electrólisis.
Valorar la importancia de
la química electrolítica en
la minería y la industria.
NB6
Cambios de la materia.
Noción de reacción
química.
Identificación de
reacciones químicas.
NM1
Explicación de los
cambios químicos
ocurridos en la reacción
de descomposición de
agua, a partir de medidas
de los gases obtenidos.
•
Otras oportunidades
de aprendizaje
• Observar y describir
•
•
•
Conceptos claves
Contenidos
•
•
•
fenómenos con
rigurosidad.
Formular explicaciones a
partir de las observaciones
y utilizando diferentes
fuentes bibliográficas.
Extraer conclusiones a
partir de los resultados y
observaciones realizadas.
Sintetizar ideas y
comunicar información
en forma de esquemas y
diagramas.
PARA EL DOCENTE
Sector: •Electrólisis.
•Electrolitos.
•Carga eléctrica.
•Ión.
•Catión.
•Anión.
•Electrodos.
•Ánodo.
•Cátodo.
•Disolución.
Criterios de evaluación
• Explica el fenómeno de la
electrólisis mediante esquemas.
• Caracteriza la electrólisis
utilizando un lenguaje científico.
• Identifica los electrolitos en una
solución.
• Identifica iones, distinguiendo
cationes y aniones.
• Relaciona cationes y aniones
con el tipo de cargas eléctricas.
• Explica la capacidad de
migración de los iones.
• Reconoce la importancia de
•
la química electrolítica en la
minería e industria.
Aplica el concepto de electrólisis
a situaciones problemáticas.
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Nombre:
Curso:
1.
Fecha:
Explica con tus propias palabras el fenómeno de la electrólisis.
2.
PARA EL DOCENTE
Evaluación Formativa
Señala dos diferencias entre una sustancia electrolítica y una no electrolítica.
3.
Nombra dos sustancias que sean electrolíticas y dos que no lo sean.
Sustancias electrolíticas:
a)
b)
Sustancias no electrolíticas:
a)
b)
4.
¿Qué relación existe entre electrolitos e iones?
5.
¿Qué relación existe entre iones, aniones y cationes
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¿Qué relación existe entre la electrólisis y la electroobtención del cobre?
7.
Una sustancia A electrolítica forma dos iones C y D. En una observación experimental el ión C se dirige al
cátodo. La experiencia se termina abruptamente antes de verificar la migración del ión D. De acuerdo a esta
información señala:
El ión C es un
porque migra al cátodo
El ión D es un
porque
PARA EL DOCENTE
6.
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Las soluciones electrolíticas tienen las siguientes características:
1. Se genera conductividad eléctrica, esto quiere decir que la disociación o ionización forma un ambiente eléctrico
en la disolución.
2. Se produce una alteración en las propiedades coligativas independiente de la naturaleza del electrolito. La
ionización de los electrolitos aumenta el número de especies químicas en el sistema alterando las propiedades
coligativas, ya que, al haber más partículas disociadas, entorpece la cinética molecular. Esto significa que:
– Punto de fusión disminuye.
– Punto de ebullición aumenta.
– Presión de vapor disminuye.
– Presión osmótica aumenta.
3. Las propiedades físicas y químicas de los electrolitos son diferentes a las que presentan sus iones disociados.
De ahí que el sistema de electrólisis muestre características nuevas con respecto a su previa ionización.
4. La disociación de los electrolitos es reversible, estableciéndose un equilibrio químico. La disociación aumentará
y se desplazará el equilibrio a medida que aumentemos la dilución de la disolución.
5. Un tipo importante de electrolitos son los ácidos y las bases.
MATERIAL COMPLEMENTARIO
Características de las disoluciones electrolíticas
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