ELECTRLISISLaelectrlisises el proceso quesepara los elementos de
un compuestopor medio de laelectricidad. En ella ocurre la captura
deelectronespor loscationesen elctodo(una reduccin) y la liberacin
deelectronespor losanionesen elnodo(una oxidacin).Electrolisis,
parte de la qumica que trata de la relacin entre las corrientes
elctricas y las reacciones qumicas, y de la conversin de la energa
qumica en elctrica y viceversa. En un sentido ms amplio, la
electrolisis es el estudio de las reacciones qumicas que producen
efectos elctricos y de los fenmenos qumicos causados por la accin
de las corrientes o voltajes.La mayora de los compuestos inorgnicos
y algunos de los orgnicos se ionizan al fundirse o cuando se
disuelven en agua u otros lquidos; es decir, sus molculas se
disocian en componentes cargados positiva y negativamente que
tienen la propiedad de conducir la corriente elctrica. Si se coloca
un par de electrodos en una disolucin de un electrolito (o
compuesto ionizable) y se conecta una fuente de corriente continua
entre ellos, los iones positivos de la disolucin se mueven hacia el
electrodo negativo y los iones negativos hacia el positivo. Al
llegar a los electrodos, los iones pueden ganar o perder electrones
y transformarse en tomos neutros o molculas; la naturaleza de las
reacciones del electrodo depende de la diferencia de potencial o
voltaje aplicado.La accin de una corriente sobre un electrolito
puede entenderse con un ejemplo sencillo. Si el sulfato de cobre se
disuelve en agua, se disocia en iones cobre positivo e iones
sulfato negativo. Al aplicar una diferencia de potencial a los
electrodos, los iones cobre se mueven hacia el electrodo negativo,
se descargan, y se depositan en el electrodo como elemento cobre.
Los iones sulfato, al descargarse en el electrodo positivo, son
inestables y combinan con el agua de la disolucin formando cido
sulfrico y oxgeno. Esta descomposicin producida por una corriente
elctrica se llama electrlisis.En todos los casos, la cantidad de
material que se deposita en cada electrodo al pasar la corriente
por un electrolito sigue la ley descubierta por el qumico fsico
britnico Michael Faraday.Leyes de Faraday:Entre 1800-1830 Michael
Faraday fsico y qumico ingls, realiz estudios cuantitativos
referente a la relacin entre la cantidad de electricidad que pasa
por una solucin y resultado de sus investigaciones las enuncio
entre los aos 1833-1834 en las leyes que tienen su nombre. La
primera ley de Faraday seala que la masa de una sustancia
involucrada en la reaccin de cualquier electrodo es directamente
proporcional a la cantidad de electricidad que pasa por una
solucin. La segunda Ley, seala que las masas de las diferentes
sustancias producidas por el paso de la misma cantidad de
electricidad son directamente proporcionales a sus equivalentes en
gramos.
Definiciones:Electrolito:Es toda sustancia inica que en solucin
se descompone al pasar la corriente elctrica. Cuerpo que se somete
a electrlisis. Los electrolitos son fuertes cuando dejan pasar
fcilmente la corriente elctrica, pero cuando no lo hacen sino la
dejan pasar dbilmente, esto es por contener pocos iones, es decir
que no son fuertes.Electrodo:Componente de un circuito elctrico que
conecta el cableado convencional del circuito a un medio conductor
como un electrlito o un gas. En el caso ms cercano a la
electrlisis; son conductores metlicos sumergidos en el
electrolito.
Proceso.Se aplica una corriente elctrica continua mediante un
par deelectrodosconectados a una fuente dealimentacin elctricay
sumergidos en ladisolucin. El electrodo conectado al polo positivo
se conoce comonodo, y el conectado al negativo comoctodo.Cada
electrodo atrae a los iones decargaopuesta. As, los iones
negativos, oaniones, son atrados y se desplazan hacia el nodo
(electrodo positivo), mientras que los iones positivos, ocationes,
son atrados y se desplazan hacia el ctodo (electrodo negativo).La
manera ms fcil de recordar toda esta terminologa es fijndose en la
raz griega de las palabras.Odossignifica camino. Electrodo es el
camino por el que van los electrones.Cathasignifica hacia abajo
(catacumba, catstrofe). Ctodo es el camino por donde caen los
electrones.Anassignifica hacia arriba. nodo es el camino por el que
ascienden los electrones.Ionsignifica caminante. Anin se dirige al
nodo y catin se dirige al ctodo. La nomenclatura se utiliza tambin
en pilas. Una forma fcil tambin de recordar la terminologa es
teniendo en cuenta la primera letra de cada electrodo y asociarla
al proceso que en l ocurre; es decir: en el nodo se produce la
oxidacin (las dos palabras empiezan con vocales) y en el ctodo la
reduccin (las dos palabras comienzan con consonantes).La energa
necesaria para separar a los iones e incrementar su concentracin en
los electrodos es aportada por la fuente de alimentacin elctrica.En
los electrodos se produce unatransferencia de electronesentre estos
y los iones, producindose nuevas sustancias. Los iones negativos o
aniones ceden electrones al nodo (+) y los iones positivos o
cationes toman electrones del ctodo (-).En definitiva lo que ocurre
es una reaccin deoxidacin-reduccin, donde la fuente de alimentacin
elctrica se encarga de aportar la energa necesaria.
Diagrama simplificado del proceso de electrlisis.
Si elaguano es destilada, la electrlisis no slo separa eloxgenoy
elhidrgeno, sino los dems componentes que estn presentes como
sales, metales y algunos otrosminerales(lo que hace que el agua
conduzca laelectricidadno es el H2O, sino que son los minerales. Si
el agua estuviera destilada y fuera 100% pura, no tendra
conductividad).Es importante hacer varias consideraciones: Nunca
deben unirse loselectrodos, ya que lacorriente elctricano va a
conseguir el proceso y la batera se sobrecalentar y quemar. Debe
utilizarse siemprecorriente continua(energa de bateras o de
adaptadores de corriente), nuncacorriente alterna(energa del
enchufe de la red). La electrlisis debe hacerse de tal manera que
los dos gases desprendidos no entren en contacto, de lo contrario
produciran una mezcla peligrosamente explosiva (ya que el oxgeno y
el hidrgeno resultantes se encuentran enproporcin estequiomtrica).
Una manera de producir agua otra vez, es mediante la exposicin a un
catalizador. El ms comn es el calor; otro es el platino en forma de
lana fina o polvo. El segundo caso debe hacerse con mucho cuidado,
incorporando cantidades pequeas de hidrgeno en presencia de oxgeno
y el catalizador, de manera que el hidrgeno se queme suavemente,
produciendo una llama tenue. Lo contrario nunca debe hacerse sin
debida investigacin y ayuda profesional.Aplicaciones de la
electrlisisProduccin dealuminio,litio,sodio,potasio,
ymagnesio.Produccin dehidrxido de sodio,cido clorhdrico, clorato de
sodio y clorato de potasio.Produccin dehidrgenocon mltiples usos en
la industria: como combustible, en soldaduras, etc. Ver ms
enhidrgeno diatmico.La electrlisis de una solucin salina permite
producirhipoclorito(cloro): este mtodo se emplea para conseguir
unacloracin ecolgica del agua de las piscinas.La electrometalurgia
es un proceso para separar el metal puro de compuestos usando la
electrlisis. Por ejemplo, el hidrxido de sodio es separado en sodio
puro, oxgeno puro e hidrgeno puro.Laanodizacines usada para
proteger los metales de la corrosin.Lagalvanoplastia, tambin usada
para evitar la corrosin de metales, crea una pelcula delgada de un
metal menos corrosible sobre otro metal.Electrlisis de sales
fundidas Las sales, por tratarse de compuestos inicos,funden a
altas temperaturas. Las sales en estado fundido tienen la capacidad
de transportar corriente. Por ejemplo de sal que usamos en la
cocina, NaCl(s), en el estado fundido estar como:
Al pasar una corriente elctrica, a travs de una sal fundida
observaremos que: loscationes Na+se desplazan hacia elctododonde
sereducen. losaniones Clse desplazan hacia elnododonde
seoxidan.
As en el caso del NaCl fundido tenemos:Ctodo: 2 Na+(l) + 2 e 2
Na(l)nodo: 2 Cl(l) Cl2(g) + 2 e _________________________________ 2
Na+(l) + 2 Cl(l) 2 Na(l) + Cl2(g)
Prez Aparicio AlfonsoConclusiones.Se puede concluir, que cuando
secomenz a realizar elproceso de electrolisis hubo una reaccin
qumica, el cual era producido, por medio de la corriente elctrica
proveniente del electrodo, descomponiendo los compuestos qumicos y
desasindolos en iones. En si lo que ocurre en este proceso, es una
reaccin de oxidacin-reduccin, donde la fuente de alimentacin
elctrica se encarga de aportar la energa necesaria.Se puede
apreciar que en la electrolisis de algunas sustancias, est presente
un burbujeo en los ctodos, lo cual nos indicara que hay
transferencia de electrones, es decir, se estn disociando.
Se deduce a partir de la experimentacin que la intensidad con la
que se enciende el foco en algunas sustancias, es proporcional a la
distancia que existe entre los ctodos; al acercarlos la intensidad
es mayor; al alejarlos la intensidad es menor.
Este proceso, es muy conveniente puesto que un gramo del nodo,
ya sea cobre, plata u oro, alcanzan para realizar, un aproximado de
500recubrimientos, generando ganancias en ventas muy elevados. Si
es que se quiere comercializar dicho producto recubierto.
La cantidad de producto que se forma durante el proceso de
electrolisis depende mucho de la cantidad de electricidad que
circula a travs de la pila electroltica y de la masa equivalente de
la sustancia que forma el electrolito o se quiera recubrir.
Observaciones.La electrolisis se est produciendo debido a que
observamos que se forman burbujas pero esta se produce muy
lentamente y va variando no es estable.
Electrolitos fuertes.- Que se disuelven muy bien en el caso de
que se trate de una sustancia inica. Cuando se trata de sustancias
covalentes, son compuestos en los que la mayor parte de las
partculas sufren la ruptura heteroltica.
Electrolitos dbiles.- En el caso de las sustancias inicas, son
compuestos que se disuelven muy mal y cuya conduccin es de muy mala
calidad. Si se trata de sustancias covalentes, se produce una
ruptura heteroltica al disolverse, slo en alguna de sus
partculas
