iones de disolucion

IONES EN DISOLUCION
La electrólisis
Cuando un sólido iónico es disuelto en agua,sus iones componentes pueden moverse bajo la influencia de fuerzas eléctricas. Si éstas son de signo opuesto será posible entonces separar los aniones de los cationes presentes en la disolución. Esta separación de sustancias por medio de la electricidad es lo que Faraday denominó electrólisis.
A modo de ejemplo seconsideran en lo que sigue los procesos de electrólisis de sendos compuestos iónicos en disolución acuosa, el cloruro de sodio o sal común (NaCl) y el nitrato de plomo (II), cuya fórmula química viene dada por Pb(NO3 )2 ,y que pueden ser estudiados experimentalmente mediante un dispositivo como el que se muestra en la figura adjunta.
La disociación del sólido iónico Pb(NO3 )2 en sus ionescomponentes por mediación del agua puede escribirse en la forma:
Pb(NO3 )2 → Pb²+ + 2.NO3 ‾ (18.3)
Pb²+ y NO3 ‾ deben ser, en principio, las partículas cargadas que viajan por la disolución hacia sus respectivos electrodos. Si como se observa experimentalmente, en el electrodo negativo o de cobre se deposita plomo, el gas incoloro que se desprende del electrodo positivo o de carbono debe proceder delNO3 ‾ o del producto de alguna reacción de éste con el agua de la disolución.
Por su parte, la electrólisis del cloruro de sodio produce en el electrodo de cobre un gas incoloro, inodoro e inflamable y en el electrodo de carbono un gas de color amarillo verdoso que puede identificarse con el cloro.
La ecuación química que describe la disociación del NaCl en agua puede escribirse en la forma:NaCl → Na+ + Cl‾ (18.4)
El hecho de que no se aprecie un depósito de sodio en el electrodo de cobre y sí un desprendimiento gaseoso, indica que tiene lugar algún proceso químico más complejo. En lo que sigue detendremos nuestra atención, por su sencillez, en lo que sucede en el electrodo de cobre de la electrólisis del Pb(NO3 )2 y en el electrodo de carbono de la electrólisis del NaCl.
Cuando losiones Pb²+ atraídos por el cátodo alcanzan la superficie del cobre reciben dos electrones de éste y se convierten en plomo metálico, es decir:
Pb²++ 2 e- → Pb (18.5)
Por su parte, cuando los iones Cl‾ alcanzan el electrodo de carbono o ánodo ceden un electrón y se convierten en cloro gaseoso:
2 Cl‾ → Cl2 (gas) + 2 e- (18.6)
Cabe preguntarse por qué motivo no se producen reacciones tan directasen los electrodos de carbono y cobre con los iones NO3 ‾ y Na+ respectivamente. La razón es de tipo energético. Mientras que los procesos representados por las expresiones (18.5) y (18.6) requieren poca energía, los correspondientes en cada caso a los iones de signo opuesto requieren mayor cantidad de energía que otros más complejos que implican la participación del agua de la disolución y que sonlos responsables de un desprendimiento de oxígeno en el electrodo de carbono en la electrólisis del Pb(NO3 )2 y de hidrógeno en el electrodo de cobre en la del NaCl.
El depósito de iones metálicos en el cátodo de una cuba electrolítica constituye el fundamento de una de las aplicaciones industriales de la electrólisis. Un objeto de metal de baja calidad puede recubrirse con una capa fina de unmetal valioso mejorando de este modo su apariencia y protegiéndolo de la corrosión. Para ello se emplea dicho objeto metálico como cátodo y se recurre a una disolución electrolítica que contenga como catión el metal con el que se desea bañar el objeto y a un ánodo formado por dicho metal. Activada la electrólisis mediante la correspondiente fuente de alimentación de corriente continua, se consiguetrasvasar el metal valioso de uno a otro electrodo a través de la disolución. El cromado, el plateado o el niquelado son algunos ejemplos de recubrimiento electrolítico con metales que se conoce también como galvanostegia.
Las leyes de Faraday
Estudios sistemáticos del fenómeno de la electrólisis llevaron a Faraday a descubrir la existencia de una relación de proporcionalidad directa entre la...