Fisica General Burbano

CORRIENTE CONTINUA EN LÍQUIDOS. ELECTRÓLISIS. PILAS Y ACUMULADORES 459
2ª. DESCARGA. Los aniones (–) ceden electrones al ánodo (+). Los cationes (+) toman electrones
del cátodo (–).
La electrólisis de un determinado compuesto, se produce únicamente cuando el generador
proporciona una energía potencial mínima, puesto que se necesita energía para romper los enlaces
químicos y disociar las moléculas. Cuando se combinan, por ejemplo el cloro y el sodio para
formar la sal común se libera energía en forma de calor. Este CALOR DE FORMACIÓN vale 97,37
kcal /mol, y como mínimo hay que suministrar esta cantidad de energía para descomponer el
NaCl. Así pues, en el caso de una sola pareja sodio-cloruro:
entonces el generador debe suministrar por lo menos una diferencia de potencial de 4,2 V a los
electrodos (la FEM real requerida es un poco mayor que ésta, debido a la resistencia del circuito y a
las resistencias del movimiento de los iones dentro del voltámetro).
XX – 31. Leyes de Faraday
1
∆V = ( 93, 37 kcal)( 4180 J/kcal) = 4,
2 eV
NA
e
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Durante el tiempo t que dura una electrólisis, se deposita en los electrodos una cierta cantidad
de sustancia M (que previamente ha quedado neutralizada en éstos). Michael Faraday (1791-
1867) encontró experimentalmente que:
«La masa en gramos de una sustancia depositada en una electrólisis, es directamente proporcional
a la intensidad de corriente y al tiempo que dura la electrólisis».
a la que llamaremos PRIMERA LEY DE FARADAY, y en la que I es la intensidad de corriente que circula
por la cuba electrolítica, y por tanto: Q = It es la cantidad de electricidad que atraviesa la cuba.
El coeficiente E se llama EQUIVALENTE ELECTROQUÍMICO de una sustancia y su valor es:
en la que M m
es la masa (en gramos) de un mol de sustancia depositada; v es la valencia del ión
correspondiente, y F es una constante universal llamada FARADAY cuyo valor aproximado es
96 500 culombios (su valor experimental es 96 487 C). Los químicos llaman a M m
/v el EQUIVALENTE
QUÍMICO de una sustancia (E q
), pudiéndose expresar las leyes de Faraday por la fórmula:
Llamamos SEGUNDA DE LEY DE FARADAY al enunciado:
«La masa en gramos de una sustancia depositada en una electrólisis, es directamente proporcional
a su equivalente químico».
Las leyes de Faraday se deducen de la hipótesis de que los iones llevan tantas cargas elementales
como indica su valencia v; en efecto: si es e la carga del electrón, los iones positivos transportan
una carga igual a + ve y los negativos – ve. En consecuencia, si es N el número de iones neutralizados
en el electrodo correspondiente, entonces la carga total transferida a cada electrodo es
en valor absoluto: Q = Nve.
Por otra parte, suponiendo que m sea la masa de cada molécula depositada, la masa total
será: M = N m; por división de ambas obtenemos:
M
Q
M = EIt = E Q
M M vF It E
m q
= =
F It
= m
M
m
ve
⇒ = ve Q =
llamando N A
al número de Avogadro (Número de moléculas de un mol de cualquier sustancia), la
masa de un mol de la sustancia (masa molecular) es M m
= N A
m; multiplicando y dividiendo la expresión
anterior por N A
, nos queda:
M N m
veN It M
vF It E
A
m
q
= = =
F It
A
E
Mm
=
vF
m
ve It
c.q.d.
El valor de F = eN A
experimental; en efecto:
es una constante universal que coincide aproximadamente con el valor