El alumno comprobará las Leyes de Electrólisis de Faraday mediante un proceso electrolítico.

LEYES DE FARADAY

OBJETIVO

        El alumno comprobará las Leyes de Electrólisis de Faraday mediante un proceso electrolítico.

CONSIDERACIONES TEÓRICAS

La electroquímica es una parte de la química que estudia los fenómenos fisicoquímicos producidos por el paso de electricidad en disoluciones electrolíticas, como la tranferencia de carga a través de la disolución electrolítica y/o entre iones y los electrodos,  la transferencia de masa,  las reacciones redox, etc.  

        La electrólisis produce reacciones químicas que se presentan por el paso de una corriente eléctrica la cual es suministrada por una fuente externa en una disolución electrolítica. Una celda electroquímica por la que pasa una corriente se dice que está polarizada. La polarización es un término general que se refiere al fenómeno asociado con el paso de una corriente eléctrica a través de un par de electrodos en una celda.

        Siendo el transporte de carga eléctrica un aspecto medular de la electroquímica, conviene mencionar los dos tipos principales de conductores de cargas:

1. Electrónicos: Comprende a los metales sólidos o fundidos, aquí la conducción tiene lugar por migración directa de los electrones a través del conductor bajo la influencia de un potencial aplicado, mientras que los núcleos de los átomos permanecen en su lugar.

1. Electrolíticos: Incluye a las disoluciones de electrólitos y sales fundidas. La transferencia tiene lugar por migración iónica positiva y negativa, existiendo en consecuencia transporte de masa.

Una diferencia importante entre ambos tipos de conductores es su resistencia en relación con la temperatura, ya que mientras en los electrónicos la resistencia se incrementa con un aumento de temperatura, en los electrolíticos disminuye.

        En electroquímica es más importante el conductor electrolítico, puesto que va acompañado de cambios químicos en los electrodos que son muy característicos y específicos de las sustancias que componen el sistema.

        Los electrones transportan la carga a través de los cables y los electrodos. Los iones transportan la carga a través de la disolución. Al transporte de carga por un conductor se le llama corriente. En cada interfase electrodo-disolución tiene lugar una reacción electroquímica que transfiere electrones al electrodo o que los toma de él, permitiendo, por tanto, que la carga fluya por todo el circuito.

        Como ejemplo de este fenómeno, consideremos una celda conteniendo una disolución acuosa de HCl entre electrodos inertes (platino, oro, grafito). La celda recibe corriente de una fuente externa B (fuente de poder). El electrodo conectado al polo negativo de B llamado cátodo C, es a donde van los cationes, (iones H+ en la celda en cuestión) produciendo H2 (ver Figura 1) de acuerdo con la reacción:

2 H +(ac) + 2 e-    H2 (gas)

        [pic 1]

        La reacción característica del cátodo se llama reducción y se distingue por la disminución en el estado de oxidación de la especie química, o sea, la ganancia de electrones por la especie que se va a reducir, originando átomos, moléculas neutras o iones con estado de oxidación más bajo.

        El electrodo conectado al lado positivo de B llamado ánodo A, tiene un déficit de electrones y es a donde van los aniones, (iones Cl- en la celda en cuestión) produciendo Cl2 (ver Figura 1)  de acuerdo con la reacción siguiente:

2 Cl -(ac)    Cl o2 (gas) + 2e-

        La reacción característica del ánodo se llama oxidación y se distingue por un aumento en el estado de oxidación de la especie química, o sea la pérdida de electrones por la especie que se va a oxidar, originando átomos, moléculas neutras o iones con estado de oxidación más grande.

        De lo anterior se deduce que la reducción obedece a una recepción de electrones y en una celda electrolítica siempre ocurre en el cátodo, mientras que la oxidación obedece a una donación de electrones y siempre se lleva a cabo en el ánodo.

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