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ELECTROLISIS QUÍMICA 2º bachillerato www. profesorjano. org – www. profesorjano. com – www. profesorjano. info 11/9/2020 1

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 11/9/2020 2

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. 11/9/2020 3

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 11/9/2020 Electrolisis de Mg. Cl 2 fundido 4

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. 11/9/2020 5

ELECTROLISIS DEL AGUA Hay que aplicar una ddp > 1’ 23 V. Se produce el doble de H 2 que de O 2 Para facilitar el proceso hay que añadir un poco de ácido sulfúrico (no volátil) 11/9/2020 ELECTROLISIS DEL AGUA 6

ELECTROLISIS DE UNA SAL DISUELTA Según el potencial de reducción del catión puede que en el cátodo ocurra una reacción inesperada. Si Ered catión < Ered de hidrógeno, será éste último el que se reduzca 11/9/2020 Como se reducen los H+ quedan los OH- 7

ELECTROLISIS DE UNA SAL DISUELTA (2) Caso 1: electrolisis del cloruro de cobre (II) Caso 2: electrolisis del cloruro de sodio 11/9/2020 ¿Por qué? ELECTROLISIS DEL AGUA 8

LEYES CUANTITATIVAS DE LA ELECTROLISIS Faraday (1791 - 1867) www. profesorjano. org – www. profesorjano. com – www. profesorjano. info 11/9/2020 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 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. 11/9/2020 10

LEYES DE FARADAY: RELACIONES CUANTITAIVAS Eq: es el equivalente electroquímico, 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 ------ 9’ 6485309. 104 C 11/9/2020 11

Transformaciones a: De la relación anterior se deduce que: resulta Para resolver problemas 11/9/2020 12

Diferencias con una pila (2) Ox. Red. Positivo Neg. Movimiento de aniones Movimiento de cationes PILA Ánodo Cátodo Ánodo Cátodo EL. LISIS Ánodo Cátodo Ánodo Cátodo 11/9/2020 13

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: 5’ 93 g SOLUCIÓN 11/9/2020 14

EJEMPLO D En la electrolisis del bromuro de cobre (II) en agua, en uno de los electrodos se depositan 0’ 500 g. De cobre. ¿Cuántos gramos de bromo se formarán en el otro electrodo? . Escriba las reacciones anódica y catódica. Solución: 1’ 26 g. de bromo. SOLUCIÓN 11/9/2020 15

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: 107’ 87 , 63’ 45 y 26’ 98 respectivamente. SOLUCIÓN 11/9/2020 16

¿POR QUÉ HAY DIFERENCIAS ENTRE SALES Esto es debido a que el potencial de reducción del sodio (e=-2’ 71 V) es menor que el del hidrógeno (e =0’ 00 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. 11/9/2020 17

ECUACIONES DE ELECTROLISIS DEL AGUA 11/9/2020 18

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. 11/9/2020 19

SOLUCIÓN EJEMPLO C 11/9/2020 20

SOLUCIÓN EJEMPLO D 96500 cul -------- 31’ 77 g Cu x -------- 0’ 500 g Cu 79’ 9 gr Br 2 ------ 96500 C x 11/9/2020 ------ 1518’ 7 C 21

SOLUCIÓN EJEMPLO E Por lo tanto el paso de 1 mol de electrones producirá: 1 mol Ag=107’ 87 g de Ag: 1/2 mol de Cu=31’ 77 g Cu: 1/3 mol de Al = 8’ 99 g Al: 11/9/2020 22