Estructura De Las Celdas Electrolíticas

Tema: Estructuración de las celdas electrolíticas

Objetivo.- Distinguir la importancia de las celdas electrolíticas, su estructura y funcionamiento.

Marco teórico.-

Electrolisis es el proceso donde se emplea una determinada cantidad de energía eléctrica haciéndola pasar a través de una sustancia en solución o fundida ocasionando en ella cambios químicos. La electrolisis se lleva a cabo en un dispositivo conocido como celda electrolítica.

Las celdas electrolíticas están constituidas por un recipiente; el cuál contiene al electrólito y debe ser de un material que no reaccione con éste, dos electrodos (uno funciona como cátodo y el otro como ánodo) quiénes permiten el paso de la corriente eléctrica. Una fuente de voltaje y un amperímetro.En la figura anterior se muestra el proceso electrolítico del cloruro de sodio (NaCI), ésta sustancia al encontrarse en forma líquida, las partículas que la forman se encuentran como iones.

Al fluir los electrones a través del electrólito, los cationes (Na+) son atraídos por el cátodo efectuándose una reacción de reducción. Es por ello que, al cátodo se le defina como el electrodo donde se lleva a cabo la reducción.

Al mismo tiempo, los aniones ( CI-) se dirigen hacia el ánodo, donde ocurre la oxidación. Al ánodo se le define como el electrodo donde ocurre la oxidación.

Reacción anódica (oxidación).

Las leyes que rigen los procesos electrolíticos fueron establecidas por Michael Faraday.

La primera de sus leyes dice así “La cantidad de una sustancia liberada o depositada en una celda electrolítica es proporcional a la cantidad de electricidad que pasa a través de la solución”. Esto se puede representar matemáticamente de la siguiente forma:

m = e Q

Por ejemplo, la electrólisis de una solución de sulfato cúprico (CuSO4)

Cu2SO4 + H2O ® Cu++ + SO4= + H+ + HO

Al aplicar una diferencia de potencial a los electrodos, el ion cobre se mueve hacia el cátodo, adquiere dos electrones y se deposita en el electrodo como elemento cobre. El ion sulfato, al descargarse en el electrodo positivo, es inestable y se combina con el agua de la disolución formando ácido sulfúrico y oxígeno.

2Cu++ ® 2Cu ° - 4e-

2HO- ® O2 + 2H+ + 4e-

2Cu2SO4 + 2H2O ® 2Cu ° + 2H2SO4 + O2

Cuando circula más corriente (más coulombios) más cobre se deposita, pues más electrones han circulado permitiendo que más iones cobre (Cu++) se conviertan en elemento cobre (Cu°)

Donde:

m= masa (g).

E = equivalente electroquímico. (g/c).

Q = cantidad de corriente eléctrica.( c ).

Sabiendo que.

Al sustituir las igualdades anteriores en la primera ecuación, se obtienen lo siguiente:

Donde:

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