ELECTROLISIS

1
ELECTROLISIS

• QUÍMICA
• 2º bachillerato

2
ESQUEMA GENERAL

• Definición - Diferencias con una pila (1)
• Descripción cualitativa
• Electrolisis de una sal fundida
• Electrolisis del agua
• Electrolisis de una sal disuelta.
• Descripción cuantitativa
• Primera ley de Faraday
• Segunda ley de Faraday
• Diferencias con una pila (2)
• Ejemplos

3
DEFINICIÓN - DIFERENCIAS
Consiste en la realización de una reacción
química gracias al paso de corriente eléctrica,
pues de lo contrario la reacción no se
desarrollaría espontáneamente.
4
CARACTERÍSTICAS GENERALES

• En el electrodo negativo, cátodo, se produce la
  reducción.
• En el electrodo positivo, ánodo, se produce la
  oxidación.
• La polaridad es la opuesta a la de las pilas.
• Ánodo salen electrones.
• Cátodo llegan electrones

Electrolisis de MgCl2 fundido
5
ELECTROLISIS DE UNA SAL FUNDIDA

• La reacción no es espontánea.
• Iones Na son atraídos por el cátodo. Allí
  reciben un electrón.
• Iones Cl- son atraídos por el ánodo. Allí se les
  quita un electrón.

6
ELECTROLISIS DEL AGUA

• Hay que aplicar una ddp gt 123 V.
• Se produce el doble de H2 que de O2
• Para facilitar el proceso hay que añadir un poco
  de ácido sulfúrico (no volátil)

ELECTROLISIS DEL AGUA
7
ELECTROLISIS DE UNA SAL DISUELTA

• Según el potencial de reducción del catión puede
  que en el cátodo ocurra una reacción inesperada.
• Si Ered catión lt Ered de hidrógeno, será éste
  último el que se reduzca

Como se reducen los H quedan los OH-
8
ELECTROLISIS DE UNA SAL DISUELTA (2)

• Caso 1 electrolisis del cloruro de cobre (II)

• Caso 2 electrolisis del cloruro de sodio

Por qué?
ELECTROLISIS DEL AGUA
9
LEYES CUANTITATIVAS DE LA ELECTROLISIS

• Faraday (1791 - 1867)

10
LEYES DE FARADAY

• Primera ley Las masas de las sustancias
  depositadas o liberadas en cada electrodo durante
  una electrolisis son proporcionales a la cantidad
  de electricidad que ha pasado a través de la
  celda electrolítica.
• Segunda ley Para una misma cantidad de corriente
  eléctrica, las masas depositadas en los
  electrodos son proporcionales a los equivalentes
  químicos de las sustancias.

11
LEYES DE FARADAY RELACIONES CUANTITAIVAS

• Eq es el equivalente electroquímico, que es la
  masa de sustancia liberada por el paso de 1
  culombio (1 C)
• El equivalente químico de una sustancia es la
  masa que se deposita de dicha sustancia cuando
  pasa 1 mol de electrones, es decir, 1 Faraday
  (96485 culombios)

1 Eq ----------------- 1 Cul 1 Eq Quim
----------- 96485309.104 C
12
Transformaciones a
De la relación anterior se deduce que
resulta
Para resolver problemas
13
Diferencias con una pila (2)
Ox. Red. Positivo Neg. Movimiento de aniones Movimiento de cationes
PILA Ánodo Cátodo Cátodo Ánodo ? Ánodo ? Cátodo
EL.LISIS Ánodo Cátodo Ánodo Cátodo ? Ánodo ? Cátodo
14
EJEMPLO C
Determine la cantidad de cobre que deposita,
durante 30 min., una corriente de 10 A, que
circula por una disolución de sulfato de cobre
(II) Solución 593 g
SOLUCIÓN
15
EJEMPLO D
En la electrolisis del bromuro de cobre (II) en
agua, en uno de los electrodos se depositan 0500
g. De cobre. Cuántos gramos de bromo se formarán
en el otro electrodo?. Escriba las reacciones
anódica y catódica. Solución 126 g. de bromo.
SOLUCIÓN
16
EJEMPLO E
Exprese el valor del equivalente-gramo y del
equivalente electroquímico de la plata, cobre y
aluminio. Las masas atómicas respectivas de estos
elementos son 10787 , 6345 y 2698
respectivamente.
SOLUCIÓN
17
POR QUÉ HAY DIFERENCIAS ENTRE SALES

• Esto es debido a que el potencial de reducción
  del sodio (e-271 V) es menor que el del
  hidrógeno (e 000 V). Es decir, los iones H
  tienen más avidez por los electrones que los
  iones Na y, por eso se reducen aquellos y no
  estos.
• Sin embargo, el potencial de reducción del cobre
  es superior al del hidrógeno, y por eso se reduce
  el cobre.

18
ECUACIONES DE ELECTROLISIS DEL AGUA
19
Para resolver problemas

• A) Se pueden utilizar las fórmulas escritas en
  las diapositivas anteriores.
• B) Se pueden resolver utilizando el concepto de
  que un mol de electrones ( 1 Faraday) deposita
  siempre un equivalente químico de cualquier
  sustancia.

20
SOLUCIÓN EJEMPLO C
21
SOLUCIÓN EJEMPLO D
96500 cul --------------- 3177 g Cu x
--------------- 0500 g Cu
799 gr Br2 ----------- 96500 C x
----------- 15187 C
22
SOLUCIÓN EJEMPLO E
Por lo tanto el paso de 1 mol de electrones
producirá
1 mol Ag10787 g de Ag
1/2 mol de Cu3177 g Cu
1/3 mol de Al 899 g Al