Este documento describe los conceptos fundamentales de la electrolisis. Define la electrolisis como una reacción química que ocurre gracias al paso de una corriente eléctrica. Explica los procesos de electrolisis de sales fundidas, agua y sales disueltas. También presenta las leyes cuantitativas de Faraday sobre la cantidad de sustancia depositada en los electrodos durante la electrolisis.
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Este documento describe los conceptos fundamentales de la electrolisis. Define la electrolisis como una reacción química que ocurre gracias al paso de una corriente eléctrica. Explica los procesos de electrolisis de sales fundidas, agua y sales disueltas. También presenta las leyes cuantitativas de Faraday sobre la cantidad de sustancia depositada en los electrodos durante la electrolisis.
Este documento describe los conceptos fundamentales de la electrolisis. Define la electrolisis como una reacción química que ocurre gracias al paso de una corriente eléctrica. Explica los procesos de electrolisis de sales fundidas, agua y sales disueltas. También presenta las leyes cuantitativas de Faraday sobre la cantidad de sustancia depositada en los electrodos durante la electrolisis.
Este documento describe los conceptos fundamentales de la electrolisis. Define la electrolisis como una reacción química que ocurre gracias al paso de una corriente eléctrica. Explica los procesos de electrolisis de sales fundidas, agua y sales disueltas. También presenta las leyes cuantitativas de Faraday sobre la cantidad de sustancia depositada en los electrodos durante la electrolisis.
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ELECTROLISIS
QUMICA 2 bachillerato
13/09/2017 www.profesorjano.org www.profesorjano.com www.profesorjano.info 1 ESQUEMA GENERAL
Definicin - Diferencias con una pila (1)
Descripcin cualitativa: Electrolisis de una sal fundida Electrolisis del agua Electrolisis de una sal disuelta. Descripcin cuantitativa: Primera ley de Faraday Segunda ley de Faraday Diferencias con una pila (2) Ejemplos
13/09/2017 2 DEFINICIN - DIFERENCIAS
ELECTROQUMICA una Una
REACCIN QUMICA CORRIENTE ELCTRICA
produce produce
CORRIENTE ELCTRICA REACCIN QUMICA
PILAS
Consiste en la realizacin de una reaccin qumica gracias al paso de
corriente elctrica, pues de lo contrario la reaccin no se desarrollara espontneamente. 13/09/2017 3 CARACTERSTICAS GENERALES
En el electrodo negativo, ctodo, se produce la reduccin. En el electrodo positivo, nodo, se produce la oxidacin. La polaridad es la opuesta a la de las pilas. nodo: salen electrones. Ctodo: llegan electrones Electrolisis de MgCl2 fundido 13/09/2017 4 ELECTROLISIS DE UNA SAL FUNDIDA 2 NaCl 2 Na Cl2 G 0 La reaccin no es espontnea. Iones Na+: son atrados por el ctodo. All reciben un electrn. Iones Cl-: son atrados por el nodo. All se les quita un electrn.
Se produce el doble de H2 que de O2 Para facilitar el proceso hay que aadir un poco de cido sulfrico (no voltil) ELECTROLISIS DEL AGUA 13/09/2017 6 ELECTROLISIS DE UNA SAL DISUELTA
Segn el potencial de reduccin del catin puede
que en el ctodo ocurra una reaccin inesperada. Si Ered catin < Ered de hidrgeno, ser ste ltimo el que se reduzca
Como se reducen los H+ quedan los OH-
13/09/2017 7 ELECTROLISIS DE UNA SAL DISUELTA (2)
Caso 1: electrolisis del cloruro de cobre (II)
Ctodo ( ). Re duccin Cu2 2e 2 Cu nodo ( ). Oxidacin 2 Cl Cl2 2e Re accin global: CuCl2 ( aq) 2 Cu( s) Cl2 ( g)
Caso 2: electrolisis del cloruro de sodio
Ctodo ( ). Re duccin 2 H 2e H2 (2 H2O 2e H2 ( g) 2 OH ) nodo ( ). Oxidacin 2 Cl Cl2 2e Re accin global: 2 H2O 2 Cl H2 ( g) Cl2 ( g) 2 OH
Por qu? ELECTROLISIS DEL AGUA
13/09/2017 8 LEYES CUANTITATIVAS DE LA ELECTROLISIS
Faraday (1791 - 1867)
13/09/2017 www.profesorjano.org www.profesorjano.com www.profesorjano.info 9 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 travs de la celda electroltica. Segunda ley: Para una misma cantidad de corriente elctrica, las masas depositadas en los electrodos son proporcionales a los equivalentes qumicos de las sustancias.
13/09/2017 10 LEYES DE FARADAY: RELACIONES CUANTITAIVAS
M Eq I t
Eq: es el equivalente electroqumico, que es la masa
de sustancia liberada por el paso de 1 culombio (1 C) El equivalente qumico 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 13/09/2017 11 Transformaciones a: M Eq I t
De la relacin anterior se deduce que:
Eq qumico Eq qumico I t Eq 4 , de donde: m 96485309 ' 10 946485309 ' 104 M como Eq quim , siendo " z" la valencia z resulta M It m Para resolver problemas z F
13/09/2017 12 Diferencias con una pila (2)
Movimiento Movimiento Ox. Red. Positivo Neg. de aniones de cationes
PILA nodo Ctodo Ctodo nodo nodo Ctodo
EL.LISIS nodo Ctodo nodo Ctodo nodo Ctodo
13/09/2017 13 EJEMPLO C
Determine la cantidad de cobre que deposita,
durante 30 min., una corriente de 10 A, que circula por una disolucin de sulfato de cobre (II)
Solucin: 593 g
SOLUCIN
13/09/2017 14 EJEMPLO D
En la electrolisis del bromuro de cobre (II) en agua,
en uno de los electrodos se depositan 0500 g. De cobre. Cuntos gramos de bromo se formarn en el otro electrodo?. Escriba las reacciones andica y catdica.
Solucin: 126 g. de bromo.
SOLUCIN
13/09/2017 15 EJEMPLO E
Exprese el valor del equivalente-gramo y del
equivalente electroqumico de la plata, cobre y aluminio. Las masas atmicas respectivas de estos elementos son: 10787 , 6345 y 2698 respectivamente.
SOLUCIN
13/09/2017 16 POR QU HAY DIFERENCIAS ENTRE SALES
Esto es debido a que el potencial de
reduccin del sodio (e=-271 V) es menor que el del hidrgeno (e =000 V). Es decir, los iones H+ tienen ms avidez por los electrones que los iones Na+ y, por eso se reducen aquellos y no estos. Sin embargo, el potencial de reduccin del cobre es superior al del hidrgeno, y por eso se reduce el cobre.
13/09/2017 17 ECUACIONES DE ELECTROLISIS DEL AGUA
OXIDACIN: 2 H2O O2 ( g) 4 H 4 e e o 1'62 V
REDUCCIN: 2 H2O 2 e H2 ( g) 2 OH e o 0'83 V
Se recuerda que: 2 H2O 2 H 2 OH
13/09/2017 18 Para resolver problemas
A) Se pueden utilizar las frmulas
escritas en las diapositivas anteriores. B) Se pueden resolver utilizando el concepto de que un mol de electrones ( 1 Faraday) deposita siempre un equivalente qumico de cualquier sustancia. 13/09/2017 19 SOLUCIN EJEMPLO C
Re accin del ctodo: Cu2 2e Cu reduccin ()
MCu I t Masa depositada: m z F g 63'5 mol 10 A 1800 s 5'93 g de Cu 2 96500 c mol
13/09/2017 20 SOLUCIN EJEMPLO D
Anodo ( ) 2 Br Br2 2 e 6354
' Eq gr Cu 31'77 g. Ctodo ( ) Cu2 2 e Cu(s) 2
96500 cul --------------- 3177 g Cu 96500 0'500
x 1518'7 C x --------------- 0500 g Cu 31'77
79'9 2 Eq gr Br2 79'9 g 2 799 gr Br2 ----------- 96500 C 1518'7 79'9 x 126 ' g Br2 x ----------- 15187 C 96500
13/09/2017 21 SOLUCIN EJEMPLO E
Por lo tanto el paso de 1 mol de electrones
Ag e Ag producir: 1 mol de Ag 1 eq gr Cu2 2e Cu 1 mol de Cu 1 eq gr Al3 3e Al 2 1 mol de Al 1 eq gr 3 107'87 g Ag gAg 1 mol Ag=10787 g de Ag: ' 10 3 1118 96500 C C
31'77 g Cu g Cu 1/2 mol de Cu=3177 g Cu: ' 10 4 329 96500 C C
