Electrolisis

INTRODUCCION


La electroquímica es una rama de la química que estudia la conversión entre la energía eléctrica y la energía química.
Los procesos electroquímicos son reacciones redox, en donde la energía liberada por una reacción espontanea se transforma en electricidad, o la electricidad se utiliza para inducir una reacción química. A este último proceso se le llama electrólisis.
Laelectroquímica es muy usada en diversos campos debido a que no produce contaminación del ambiente.
Electrólisis
La electrólisis es un método de separación de los elementos que forman un compuesto aplicando electricidad, se produce en primer lugar la descomposición en iones, seguido de diversos efectos o reacciones secundarias según los casos concretos.

El proceso consiste en:
•Se aplica una corriente eléctrica contínua mediante un par de electrodos conectados a una fuente de alimentación eléctrica y sumergida en la disolución. El electrodo conectado al polo negativo se conoce como cátodo, y el conectado al positivo como ánodo.
• Cada electrodo atrae a los iones de carga opuesta. Así, los iones negativos, o aniones, son atraídos y se desplazan hacia el ánodo,mientras que los iones positivos, o cationes, son atraídos y se desplazan hacia el cátodo.
• La energía necesaria para separar a los iones e incrementar su concentración en los electrodos es aportada por la fuente de alimentación eléctrica.
En los electrodos se produce una transferencia de electrones entre éstos y los iones, produciéndose nuevas sustancias. Los iones negativos o aniones cedenelectrones al ánodo (+) y los iones positivos o cationes toman electrones del cátodo (-).
Leyes de Faraday


• En 1800-1830 Faraday, físico y químico ingles realizó estudios cuantitativos referente a la relación entre la cantidad de electricidad que pasa por una solución, y resultado de sus investigaciones las enuncio entre los años 1833-1834 en las leyes que tienen su nombre.Primera Ley:
• La masa de una sustancia involucrada en la reacción de cualquier electrodo es directamente proporcional a la cantidad de electricidad que pasa por una solución.


Esta ley se cumple experimentalmente con exactitud con tal de que el paso de corriente tenga lugar solo por conducción. Se aplica tanto para a electrolitos fundidos, como a soluciones deestos y es independiente de la temperatura, presión o naturaleza del solvente si este es capaz de promover la ionización del soluto.


Segunda Ley:
• Señala 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.

Calculo de estas Leyes:La cantidad de sustancia que se desprende o deposita en una electrólisis se determina por aplicación de las LEYES DE FARADAY.
La cantidad de sustancia que se deposita en un electrodo es proporcional al tiempo y a la intensidad de corriente.
| m = ε .I.t |

pero Q= I·t  
| m = ε .Q |


Donde ε es el equivalente electroquímico, y representa la cantidad de sustancia quese obtiene con una carga de un culombio.
Para obtener un equivalente gramo de cualquier sustancia se necesita una cantidad fija de electricidad que se denomina Faraday, y está dada por: 1araday=96.500Coulomb.
Así: ε = [pic] donde; [pic]
Finalmente: [pic]
Electrólisis del cloruro de sodio fundido (NaCl)

El cloruro sódico sólido no conduce laelectricidad. Sus iones vibran alrededor de posiciones fijas, pero no están libres para moverse a lo largo del cristal. Sin embargo, el NaCl fundido (licuado) es un excelente conductor porque sus iones están libres para moverse.
Considere una célula en la cual se conecta una fuente de corriente continua mediante de cables a dos electrodos inertes de grafito que están inmersos en el recipiente de cloruro...