1ª ley de faraday de la electrólisis
En todo proceso electroquímico, sea o no espontáneo, se transfiere una cierta cantidad de carga eléctrica durante la oxidación y la reducción. Las semirreacciones que hemos escrito para los procesos electrolíticos incluyen los electrones que transportan esa carga. Es posible medir la velocidad a la que se transfiere la carga con un dispositivo llamado amperímetro.
Un amperímetro mide la corriente que circula por un circuito. Las unidades de la corriente son los amperios (A) (amperios, para abreviar). A diferencia de un voltímetro, los amperímetros permiten el paso de los electrones y esencialmente los “cronometran” mientras pasan. La cantidad de carga eléctrica que ha pasado por el circuito puede calcularse entonces mediante una sencilla relación:
Esto nos permite relacionar la estequiometría de la reacción con las mediciones eléctricas. Los principios en los que se basan estas relaciones fueron elaborados en la primera mitad del siglo XIX por el científico inglés Michael Faraday.
El diagrama muestra cómo se puede medir la tensión y la corriente en una célula galvánica típica, pero la disposición es la misma para cualquier célula electroquímica. Observe que el voltímetro se coloca a través del conducto de electrones (es decir, el cable) mientras que el amperímetro forma parte de ese conducto. Un voltímetro de buena calidad puede utilizarse de esta manera aunque pueda parecer que está “cortocircuitando” el circuito. Como los electrones no pueden pasar a través del voltímetro, simplemente continúan a lo largo del cable.
Ley de Faraday de la electrólisis pdf
Las leyes de Faraday se basan en el hecho de que la adición o la eliminación de un mol de electrones durante la reducción o la oxidación liberará o disolverá o depositará un peso equivalente de sustancia y para lograr esto la cantidad de carga requerida es igual a la carga de un mol de
Se prepara una solución acuosa de 4,0 molares de NaCl y se electrolizan 500 mL de esta solución. Esto conduce a la evolución del gas cloro en uno de los electrodos (masa atómica relativa de Na = 23, Hg = 200; 1 constante de Faraday = 96500 culombios mol-1):
Fórmula de la primera ley de Faraday de la electrólisis
Es posible que te encuentres con la fórmula F = Le, donde F es la constante de Faraday, L es la constante de Avogadro y e es la carga de un electrón (en términos del número de culombios que transporta). Acabamos de utilizarlo sin decirlo, ¡es básicamente obvio!
Los números que utilizamos aquí están redondeados. El cálculo sólo muestra cómo calcularlo si es necesario, pero no da el valor utilizado normalmente. Para los exámenes, el valor de la constante de Faraday se suele tomar como 9,65 x 104 C mol-1 (culombios por mol). Este es otro número que probablemente no tendrás que recordar.
Nota: He dicho tres veces que es probable que un dato se te dé en un examen, pero tienes que estar seguro. Consulta tu programa de estudios para saber qué contiene el cuaderno de datos que probablemente te darán. Normalmente lo encontrarás hacia el final del temario.
Los cálculos de electrólisis no son más difíciles que cualquier otro cálculo a partir de una ecuación. De hecho, es muy posible que los hayas hecho como parte de cualquier curso que hayas hecho antes de empezar a hacer el A Level.
Experimento de la ley de Faraday sobre la electrólisis
Una corriente eléctrica se define por el flujo de electrones. Un electrón e-\text{e}^-e- es una partícula fundamental con carga unitaria, o carga exactamente igual a 1,602176634⋅10-19 C1.602176634\cdot 10^{-19}\ \text{C}1,602176634⋅10-19 C. Aquí, C\text{C}C significa culombio, la unidad de la carga eléctrica.
El electrolito es un conductor eléctrico (a menudo una solución con iones libres) que lleva la carga de un electrodo al otro. El exceso de electrones en uno de los electrodos (y la escasez en el otro) impulsa reacciones químicas de oxidación o reducción.
El electrolito puede ser una sal de cobre (no la sal normal) en una solución acuosa, por ejemplo CuSO4\text{CuSO}_4CuSO4 (sulfato de cobre). Los dos electrodos son dos objetos metálicos de cobre y zinc. Sin necesidad de aplicar una corriente eléctrica externa al sistema, fluirá una corriente (por supuesto, sólo si los dos electrodos están conectados para completar el circuito). Dentro de la solución, se producen dos reacciones:
Los subíndices (aq)(\text{aq})(aq) y (s)(\text{s})(s) nos indican la forma de los elementos en cada lado de la reacción. aq\text{aq}aq significa acuoso, es decir, que el elemento está en disolución (por ejemplo, el cobre tras la disolución de la sal de solfato). Por otro lado, s\text ss significa sólido: en nuestra célula electrolítica, esto describe los elementos en los electrodos.