Electrolisis Y Numero De Avogadro

Introducción
La electrolisis es un método de separación química que se basa en hacer pasar una corriente eléctrica para romper los enlaces de la molécula.
Ya que el agua es un compuesto covalente, lo que significa que no conduce el agua, necesitamos alguna forma de que pueda conducir la corriente y romper las moléculas.
Procedimiento y resultados
La reacción que define la electrolisis es lasiguiente:
2H2O → 2H2+ O2
Para tener bien claros los términos, debemos definir que el agente oxidante es aquel que gana e- y oxida al contrario, por lo tanto se reduce. El agente reductor, por el contrario es aquel que pierde e- y reduce al contrario, por lo tanto se oxida
Si analizamos las semireacciones obtendremos lo siguiente:
2H2O → O2↑ + 4H++ 4e-
Por lo tanto esta es la reacción deoxidación. La reacción de reducción es la siguiente:
2H2O+ 2e- → H2+ 2OH-
El aparato de Hoffman es aquel con el que vamos a realizar la electrolisis en el agua. No puede ser agua destilada porque no pasaría la corriente (recordemos que el agua por sí sola no puede conducir la corriente), por lo que ocupamos una solución electrolítica de Na2SO4 1M.
El aparato está conectado a una batería que tieneuna corriente eléctrica fija y tiene dos polos: el ánodo, que tiene carga positiva y por lo tanto atrae a los aniones, y el cátodo, que tiene carga negativa y atrae a los cationes. La resistencia de la batería también es fija y posee el valor de 55.5 Ω, así que siguiendo la formula de la Intensidad de corriente obtenemos:
I=VR ∴ R=VI=55.5Ω 0.25A=13.87 V
Suponiendo en un ejercicio que tenemos3ml de volumen de H+, 0.25 A de corriente y 75 segundos, podemos plantear a partir de la fórmula para los gases ideales y con una temperatura de 25 C (298.15 K) y presión constante de 0.76 atm, con R=0.082LatmmolK
PV=nRT ∴ n=PVRT
n=0.76 atm(0.003 L)0.082LatmmolK(298.15 K)
n=9.326x10-5 molH
Esta cantidad de mol que hemos obtenido es mol de hidrogeno, pero nosotros necesitamos el mol deelectrones en un H2. Como por cada mol de H2 hay 2 moles de electrones, podemos hacer la siguiente operación:
9.32x10-5mol H22 mol e-1 mol H2= 1.86x10-4mol e-
Para determinar la carga de la solución, tenemos que es el producto del amperaje por el tiempo transcurrido, lo que nos lleva a:
C=At=0.25 A75 s=18.75 C
Pero esta carga corresponde a los niveles de mol de la solución, ósea 1.86x10-4mole-,asi que por una simple regla de tres determinamos la carga para un mol.
18.75 C – 1.87x10-4mol e-
X – 1 mol e-
C=1 mol e-18.75 C1.86x10-4mol e-=100806.4516 en 1 mol e-
Finalmente el numero de electrones está determinado por
Numero de electrones=C11 mol e-1 e-1.602x10-19 C=100806.4516 C1 mol e-1 e-1.602x10-19 C=6.2925x1023e-mol
Así que el número que hemos obtenido se encuentra en el rangodel verdadero número de Avogadro que es 6.023x1023
Los valores que hemos obtenido en el experimento de electrolisis fueron los siguientes:

Volumen de H+(mL) | Tiempo (s) | Corriente eléctrica (A) |
3 | 105 | 0.17 |
6 | 212 | 0.17 |
9 | 325 | 0.18 |

Así que los cálculos para el primer valor son los siguientes:
1. Numero de moles H+
n= 0.76 atm(0.003 L)0.082 LatmmolK(298.15K)=9.326x10-3 Mol H+
2. Numero de moles e-
9.32x10-32 mol e-1 mol H2= 1.86x10-4 mol e-
3. La carga de la solución electrolítica con ese número de moles
C=0.17 A105 s=17.85 C
4. La carga de la solución electrolítica con un mol
C=1 mol e-1 mol e-(17.85 C)1.86x10-4 mol e-=95967.74 C
5. El numero de electrones en un mol
No de e-=95967.74 C1 mol e-1 e-1.602x10-19 C= 5.99x1023 e-
Loscálculos para el segundo valor son los siguientes:
1. Numero de moles H+
n= 0.76 atm(0.006 L)0.082 LatmmolK(298.15 K)=1.865x10-4 moles H+
2. Numero de moles e-
1.86x10-4 mol H+2 mol e-1 mol H2= 3.72x10-4 mol e-
3. La carga de la solución electrolítica para este numero de moles
C=0.17 A212 s=36.4 C
4. La carga de la solución con un mol de contenido
C en un mol= 1 mol e-36.4...