ELECTROLISIS
Es el proceso en el que se usa energía eléctrica
para hacer que una reacción química no
espontánea tenga lugar.
La ELECTRÓLISIS se emplea para depositar metales, para purificar
cobre industrialmente, para producir aluminio metálico, etc.
Es el proceso inverso al que tiene lugar en una pila.
En la electrólisis, una diferencia de potencial eléctrico producida por una
corriente eléctrica consigue producir una reacción redox no
espontánea. El reactor donde ocurre este proceso se denomina “cuba
electrolítica”, este es un recipiente que contiene un electrolito
en el que se sumergen dos electrodos: ánodo y cátodo. Los electrodos
(superficies sobre las cuales ocurren las reacciones redox) se conectan a
una fuente de corriente continua (una batería), el ánodo al polo positivo y
el cátodo al negativo. La electrólisis transforma la energía eléctrica en
energía química.
Electrólisis de una sal fundida
Cuba electrolítica
Reglas que permiten saber qué aparece en el ánodo y qué
aparece en el cátodo:
En el ánodo:
❑ Cuando el anión es Cl
-
; Br
-
o I
-
aparece Cl
2
; Br
2
o I
2
respectivamente
❑ Cuando el anión es oxigenado y el no metal posee su
mayor número de oxidación (SO
4
)
-2
; (NO
3
)
-
; (ClO
4
)
-
; etc.)
se produce gas oxígeno O
2
.
❑ Cuando el anión es oxigenado y posee otros números
de oxidación (intermedios) no se puede predecir el
resultado
En el cátodo:
❑ Cuando el metal pertenece al grupo 1 o 2 se produce
gas H
2
❑ Cuando el metal no pertenece al grupo 1 o 2, se
deposita el metal
Electrólisis y cambios de masa
1 mol de e
-
= 96 500 C = 1 Faraday
tiq .=
carga en coulombs (c)
intensidad de corriente en
amperes (A)
tiempo en segundos (s)
q
i
t
Leyes de Faraday
Primera ley de Faraday:
“La masa de una sustancia depositada, liberada o
disuelta en un electrodo es directamente proporcional a
la cantidad de carga q que circula por la celda”
qEm
e
=
Un equivalente electroquímico E
e
corresponde a la masa de una
sustancia que se deposita, libera
o disuelve cuando circula 1 coulomb
Segunda ley de Faraday
:
“ la masa de dos o mas sustancias depositadas, liberadas
o disueltas en los electrodos debido al pasaje de la misma
cantidad de carga, son directamente proporcionales a sus
equivalentes químicos.”
2
2
1
1
E
m
E
m
=
El equivalente químico E es la masa de
1 mol de sustancia que se deposita,
libera o disuelve en el electrodo dividido
el número de moles de electrones
involucrados en la hemirreacción
¿Qué cantidad de carga q se necesita para depositar un equivalente
químico de Cu (II)?
El E
e
Cu (II)= 0,3294 mg/1 c Cu
+2
+ 2 e- Cu
0,3294 mg = 0,0003294 g ---------- 1 c
31,75 g ----------
Por lo tanto 1 Faraday es la cantidad de carga que se necesita que
circule por una celda electrolítica para depositar, liberar o disolver un
equivalente químico de cualquier sustancia y su valor es
aproximadamente 96500 c, por lo tanto:
→
Fc
g
cg
x 196500
0003294,0
1.75,31
===
e
E
Eq
F =
F
Eq
E
e
=
qEm
e
=
(1) además
(2)
Por lo tanto reemplazando en (2), (1):
q
F
Eq
m =
F
tiEq
m
=
Eq=Ar/ n e-
Si se deposita un metal
Eq= Mr/n e- si se deposita una
sustancia 1 mol de e-
transportan 96500 c
Comparación entre una celda voltaica y una celda electrolítica
Electrólisis.ppt
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