Fisica General Burbano

460 CORRIENTE ELÉCTRICA CONTINUA
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N A = 6,
022 × 10
−19
e = 1,
602 × 10 C
⇒ F = 96 484,
55 C
Las tres constantes universales relacionadas por la ecuación: F = e N A
, se pueden calcular independientemente
utilizando otros procedimientos, resultando estas medidas en perfecto acuerdo
con la relación aquí establecida, lo que constituye una confirmación muy significativa de la atomicidad
de la materia, de la naturaleza eléctrica del enlace químico, y de la cuantificación de la
carga.
XX – 32. Medida de la intensidad de corriente con un voltámetro. Amperio
internacional
Fig. XX-36.– Voltámetro de plata.
Fig. XX-37.– Voltámetro de gases
para la electrólisis del agua.
Fig. XX-38.– Velocidades de los
aniones y cationes para una disolución
electrolítica.
El hecho de ser la masa de una sustancia depositada por electrólisis proporcional a la intensidad
de corriente, nos proporciona un método de medida de ésta última. De esta aplicación procede
el nombre de voltámetro dado a la cuba electrolítica.
El voltámetro más significativo es el de plata, ya que nos proporciona un método para la definición
de la unidad en el SI de la intensidad: el Amperio. Consiste en un crisol de platino que hace
de cátodo y a su vez de cuba electrolítica (Fig. XX-36) del cual se conoce su peso inicial; se llena
de una disolución acuosa de nitrato de plata, y se emplea como ánodo una lámina de plata. Siendo
la masa molecular de la Plata 107,9 y su valencia 1, su equivalente electroquímico será:
Hacemos pasar por el voltámetro la corriente que queremos medir durante un tiempo conocido
t, depositándose Ag en el crisol, y el ión nitrato reacciona con la plata del ánodo y vuelve a la
disolución, por lo que su concentración permanecerá constante. Terminada la electrólisis, se seca
perfectamente el crisol y se pesa, obteniéndose, por diferencia con la masa inicial, la masa de Ag
depositada. La precisión de estas medidas, aplicadas a las leyes de Faraday, permiten establecer la
unidad patrón del SI para la intensidad:
«El AMPERIO es la intensidad de una corriente eléctrica que deposita por electrólisis de una
disolución acuosa de nitrato de plata 1,118 mg de plata en un segundo».
XX – 33. Voltámetro de agua. Electrólisis del agua
El agua destilada es un mal conductor de la electricidad, pero si en ella se disuelven determinadas
sustancias su conductividad aumenta extraordinariamente.
Si una disolución acuosa de ácido sulfúrico, se introduce dentro de un voltámetro, en el que se
colocan dos electrodos de platino, al paso de la corriente se produce un desprendimiento de hidrógeno
en el cátodo y oxígeno en el ánodo, como si se hubiera producido la electrólisis del agua
(Fig. XX-37). En realidad lo que ocurre es que el disociado es el ácido sulfúrico, desprendiéndose
2−
hidrógeno en el cátodo y el residuo SO 4 reacciona con el agua de la disolución, pues los electrodos
son de Pt, regenerándose el ácido sulfúrico y dejando oxígeno en libertad como si se hubiera
producido la electrólisis del H 2
O, y de ahí su nombre.
Para que se produzca este proceso de electrólisis del agua acidulada es necesario un potencial
mínimo de 1,49 V.
XX – 34. Conductividad electrolítica
107,
9
−3
Eq = = 1118 , × 10 g
1 × 96 485
En una disolución electrolítica situada entre dos placas paralelas suficientemente grandes (Fig.
XX-38) existe un campo homogéneo de valor E = (V A
– V K
)/l. Sobre un ión de valencia v actúa
una fuerza F = veE = ve(V A
– V K
)/l. Como en el caso de los metales, esto no conduce a un movimiento
acelerado, sino a uno uniforme, con velocidad proporcional al campo E, es decir
v +
= m +
E CATIONES v –
= –m –
E ANIONES
siendo m +
y m –
las movilidades de los iones; como estas dos cantidades son positivas, hemos puesto
el signo menos a la velocidad de los aniones, por moverse en sentido contrario al campo eléctrico.
Como en la disociación aparecen cationes y aniones con la misma carga ve aunque de sentido
contrario, las densidades de corriente respectivas valen:
J+ = veNv+ = veN m+ E J− = − ve Nv− = veN m−
E
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Ambos tipos de iones nos proporcionan un valor positivo a la corriente, puesto que el movimiento
de los aniones «hacia atrás» lo hemos valorado como aportación positiva; con lo que la
densidad de corriente total será: J = J +
+ J –
= ve N (m +
+ m –
) E