Volver a la portadaIntroducción a la Química · 5° año Economía · Cambiar asignatura
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5° Economía · Introducción a la Química
Transformaciones químicas · Oxidación y reducción

Electrólisis y leyes de Faraday

En Puerto Madryn se produce aluminio a partir de la alúmina, y el mismo principio se usa para cromar una pieza o platear una cucharita. En una pila, una reacción espontánea genera corriente. En una electrólisis pasa lo contrario: se impone una corriente desde afuera para forzar una reacción que sola no ocurriría. ¿Cómo se conecta una pieza para cubrirla de plata?

Electrólisis: una reacción no espontánea forzada

Si sumergís dos láminas de platino en agua acidulada, no pasa nada. Pero si las conectás a una fuente de corriente continua, empiezan a salir burbujas de $\mathrm{H_2}$ en un electrodo y de $\mathrm{O_2}$ en el otro. La energía eléctrica fuerza una reacción que no es espontánea.

Comparación de polaridad y reacciones en los electrodos entre una pila galvánica y una celda electrolítica. pila (galvánica) ánodo (−) oxidación cátodo (+) reducción electrólisis (forzada) ánodo (+) oxidación cátodo (−) reducción fuente impone la corriente

Los iones del electrolito se mueven por atracción eléctrica: los cationes (positivos) migran hacia el cátodo (negativo) y se reducen al captar electrones; los aniones (negativos) migran hacia el ánodo (positivo) y se oxidan al ceder electrones.

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En una cuba electrolítica conectada a una fuente de corriente continua externa se lleva a cabo la electrólisis de una sal. a) Justificá la polaridad (signo positivo o…

En una cuba electrolítica conectada a una fuente de corriente continua externa se lleva a cabo la electrólisis de una sal. a) Justificá la polaridad (signo positivo o negativo) que presentan el ánodo y el cátodo en una celda electrolítica, comparándola con el criterio de signos de una pila galvánica. b) Indicá en cuál de los dos electrodos ocurre la oxidación y en cuál la reducción, razonando hacia qué electrodo migran los cationes y los aniones presentes en el electrolito.

Resolver

Las leyes de Faraday

En un baño de plateado, una corriente de $1\ \text{A}$ durante $10\ \text{min}$ deposita $0{,}67\ \text{g}$ de plata, y si el tiempo se duplica se depositan $1{,}34\ \text{g}$. Con cobre, en cambio, se obtienen solo $0{,}20\ \text{g}$ en esos $10\ \text{min}$. ¿Qué relación hay entre la carga que circula y la masa depositada?

Esquema del cálculo en electrólisis: de la intensidad y el tiempo a la carga, a los moles de electrones y a los moles de sustancia. Q = I · t (carga, C) n(e⁻) (mol) n(sustancia) ÷ F hemirreac.

Electrólisis de sales fundidas

Celda electrolítica con sal fundida: el catión se reduce en el cátodo y el anión se oxida en el ánodo. MgCl₂ fundido (750 °C) cátodo Mg²⁺+2e⁻→Mg ánodo 2Cl⁻→Cl₂+2e⁻
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En una cuba electrolítica conectada a una fuente de corriente continua externa se lleva a cabo la electrólisis de una sal. a) Justificá la polaridad (signo positivo o…

En una cuba electrolítica conectada a una fuente de corriente continua externa se lleva a cabo la electrólisis de una sal. a) Justificá la polaridad (signo positivo o negativo) que presentan el ánodo y el cátodo en una celda electrolítica, comparándola con el criterio de signos de una pila galvánica. b) Indicá en cuál de los dos electrodos ocurre la oxidación y en cuál la reducción, razonando hacia qué electrodo migran los cationes y los aniones presentes en el electrolito.

Resolver

Electrólisis en solución acuosa

Con $\mathrm{NaCl}$ fundido se obtiene sodio metálico, pero si disolvés la misma sal en agua y aplicás corriente se desprende hidrógeno y nunca aparece sodio. ¿Por qué el agua compite e impide que ciertos iones se descarguen?

Comparación de potenciales de reducción en cátodo y ánodo para saber qué especie reacciona primero frente al agua. cátodo: ¿quién se reduce? Na⁺/Na: −2,71 V H₂O/H₂: −0,41 V ← gana ánodo: ¿quién se oxida? SO₄²⁻: no se oxida O₂/H₂O: +0,82 V ← gana
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En una cuba electrolítica conectada a una fuente de corriente continua externa se lleva a cabo la electrólisis de una sal. a) Justificá la polaridad (signo positivo o negativo) que presentan el ánodo y el cátodo en una celda electrolítica, comparándola con el criterio de signos de una pila galvánica. b) Indicá en cuál de los dos electrodos ocurre la oxidación y en cuál la reducción, razonando hacia qué electrodo migran los cationes y los aniones presentes en el electrolito.

Resolver

Celdas en serie y rendimiento de corriente

Dos celdas electrolíticas conectadas en serie: la misma corriente y la misma carga las atraviesan. celda 1: ZnSO₄ Zn²⁺+2e⁻→Zn celda 2: Cr(NO₃)₃ Cr³⁺+3e⁻→Cr misma I

Volvé al principio: para platear la cucharita se conecta como cátodo (polo negativo): la fuente le entrega electrones y los cationes $\mathrm{Ag^+}$ de la solución se reducen sobre su superficie, formando una capa de plata.

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Resumen

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