Fisica General Burbano

458 CORRIENTE ELÉCTRICA CONTINUA
F) CORRIENTE CONTINUA EN LÍQUIDOS. ELECTRÓLISIS. PILAS Y
ACUMULADORES
XX – 30. Electrólisis. Ionización. Electrólitos
Hemos estudiado en apartados anteriores el paso de la corriente eléctrica a través de materiales
conductores en los cuales los portadores de carga eran fundamentalmente los electrones; en
este apartado examinaremos el fenómeno de conducción de materiales en los que se produce una
descomposición (DISOCIACIÓN) de la sustancia que los constituye, a este fenómeno se le llama
ELECTRÓLISIS o SEPARACIÓN GALVÁNICA.
Fig. XX-35.– Paso de la corriente en
un voltámetro a través de una disolución
electrolítica. Los aniones (iones
negativos) se dirigen al ánodo A (polo
positivo) y los cationes (iones positivos)
van al cátodo K (polo negativo).
EXPERIENCIA FUNDAMENTAL. En una cubeta (CUBA ELECTROLÍTICA O VOLTÁMETRO) con agua destilada,
se sumergen dos placas (ELECTRODOS) de platino o níquel, unidos a los bornes de un generador
de tensión a través de un amperímetro o una lámpara de incandescencia (Fig. XX-35). El agua
pura es un mal conductor de la electricidad, pero si disolvemos en ella cloruro cúprico (Cu Cl 2
),
por ejemplo, se mueve la aguja del amperímetro o luce la lámpara, indicándonos el paso de la corriente
a través de la disolución (DISOLUCIÓN ELECTROLÍTICA); este paso de corriente va asociado a la
descomposición química del cloruro cúprico, puesto que del análisis de la sustancia que se desprende
en la placa metálica que va conectada al polo positivo de la fuente de alimentación (ÁNODO
A) resulta ser cloro, y en la placa conectada al polo negativo (CÁTODO K) se deposita cobre metálico.
La atracción de los átomos de cloro (ANIONES) por el polo positivo y de los átomos de cobre
(CATIONES) por el negativo, indica que los átomos del primero están cargados negativamente (han
ganado electrones) y los del segundo positivamente (han perdido electrones).
Generalizando los hechos observados en la experiencia fundamental descrita, definimos:
IONIZACIÓN es la ruptura (o disociación) de la molécula en partes cargadas eléctricamente.
La ionización se manifiesta cuando el cuerpo se disuelve o se funde.
IONES son átomos o radicales (agrupaciones de átomos sin saturar la totalidad de las valencias)
con carga eléctrica.
La carga eléctrica de un ión es siempre múltiplo de una carga elemental (la del electrón), igual
en valor absoluto a la carga del ión hidrógeno (positiva). Esta carga se toma como unidad.
Los iones se clasifican en ANIONES (negativos) y CATIONES (positivos); pudiendo ser unos y
otros mono, di, trivalentes, etc., según el número de cargas eléctricas que adquieren.
Entre todos los iones producidos por una molécula existe siempre el mismo número de cargas
positivas que negativas.
«VALENCIA de un ión (v) es el número de cargas elementales que posee».
ELECTRÓLITOS son las sustancias que se ionizan; químicamente se clasifican en ácidos, bases
y sales.
Los electrólitos son combinaciones heteropolares formadas por átomos cargados o de radicales
que hemos llamado iones. Por ejemplo, el CuSO 4
se compone, también en forma cristalina, de iones
Cu 2+ 2−
y SO 4 . Al disolverse el cristal estos iones se separan al interponerse moléculas de agua.
Los iones se rodean con una envoltura de moléculas dipolares de agua, están hidratados; la
energía liberada por la disposición de los dipolos de agua es suficiente para separar los iones de la
red cristalina, moviéndose libremente en la disolución.
Al establecer un campo eléctrico dentro de una disolución electrolítica, éste impulsa a los iones
positivos (cationes) hacia el cátodo y a los negativos (aniones) hacia el ánodo. Los cationes son iones
metálicos, incluyendo a NH y H + , los aniones son los iones del resto ácido y los OH – 4 (mu-
+
chos de estos iones se pueden realmente considerar como complejos más grandes, por ejemplo
H 3
O + en lugar de H + , etc.).
Al llegar los iones a los electrodos se neutralizan, los cationes toman electrones del cátodo y los
aniones ceden electrones al ánodo; así por ejemplo los iones H + se convierten en átomos de
hidrógeno y estos a su vez en moléculas H 2
, que escapan en forma gaseosa; en la electrólisis del
CuSO 4
, realizada con electrodos de Cu, el ión Cu 2+ capta dos electrones del cátodo que cada vez
2−
se hace más pesado al depositarse en él dicho metal; los iones sulfato SO extraen Cu 2+ 4 del ánodo
formándose nuevamente CuSO 4
volviendo nuevamente a la disolución,
de esta forma no se modifica su concentración. Si la electrólisis se hubiera realizado con
electrodos de platino, por ejemplo, la concentración de la disolución variaría, con lo que el resultado
de una electrólisis dependerá también del material de los electrodos.
Resumiendo, en la electrólisis se pueden distinguir las siguientes fases:
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Fase previa: IONIZACIÓN. Antes del paso de la corriente, el cuerpo ha de estar ionizado; para ello
se disuelve o se funde.
1ª ORIENTACIÓN. Al paso de la corriente los iones se dirigen hacia sus polos correspondientes.