El alumno comprobará las Leyes de Electrólisis de Faraday mediante un proceso electrolítico.

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Como no debe existir acumulación de carga en el sistema, la cantidad de electrones que entran debe ser igual a la que sale a consecuencia de los cambios químicos ya descritos, de manera que existe una proporción directa entre la carga eléctrica total que atraviesa el sistema y la masa de las sustancias que reaccionan en los electrodos. Esta proporción fue propuesta por Michael Faraday.

Michael Faraday durante 1833 y 1834 publicó resultados acerca de las relaciones entre la cantidad de electricidad que atraviesa una disolución y la cantidad de material que se libera en los electrodos y formuló las Leyes de la Electrólisis que son las siguientes:

Primera Ley de Faraday: La masa de una sustancia involucrada en la reacción de cualquier electrodo es directamente proporcional a la cantidad de carga que pasa por la disolución.

Segunda Ley de Faraday: Las masas de diferentes sustancias producidas por el paso de una misma cantidad de carga eléctrica, son directamente proporcionales a sus pesos equivalentes.

Estas leyes se cumplen con gran exactitud, siempre que el paso de corriente ocurra solamente por conducción y son independientes de la temperatura de operación, la presión o la naturaleza del disolvente si éste es capaz de promover la ionización del soluto.

El factor de proporcionalidad que relaciona la cantidad de sustancia que se deposita con la cantidad de electricidad que pasa por la solución, se conoce como constante de Faraday y se le asigna el símbolo F. La constante de Faraday es igual a 96485 coulomb/mol. Es importante tener presente que estas leyes se pueden obtener a través de un cálculo sencillo: la carga de un electrón es igual a 1.6022 x 10 -19 coulomb absolutos de electricidad, en consecuencia el número de electrones por Faraday es:

[pic 2]

que es exactamente el número de Avogadro, de aquí que un Faraday está asociado con 6.023x1023 partículas de carga unitaria, o en general, con un equivalente de sustancia que reaccione.

Nota: La recomendación del SI, es que se deje de emplear la palabra equivalente y se haga referencia a moles. Sin embargo, el concepto de equivalente aún se utiliza, aunque el nombre es poco usado.

Puesto que las Leyes de Faraday se obedecen tan rígidamente, pueden emplearse para determinar la cantidad de electricidad que pasa por un conductor al observar los cambios químicos producidos por el paso de una corriente en una celda electrolítica.

GUÍA DE ESTUDIOS

- ¿Qué es la electrólisis ?

- ¿Cómo se generan los iones en una solución electrolítica?

- ¿Cómo es el mecanismo de conducción de corriente en un proceso electrolítico?

- ¿En qué consiste la reducción y la oxidación? ¿En dónde ocurre cada una?

- ¿Qué son los electrodos inertes?

- Enuncie la Primera Ley de Faraday.

- Enuncie la Segunda Ley de Faraday.

- ¿Por qué se conectan en serie las celdas en este experimento?

- Determine el peso equivalente de H2 y O2 en la electrólisis del agua.

BIBLIOGRAFÍA

- Castellan, G. W. (1998). Fisicoquímica (2a. ed.). México: Addison - Wesley Iberoamericana.

- Daniels F. & Alberty R. A. (1976). Physical Chemistry (4ª. Ed.). New York: Ed. John Wiley & Sons.

- Innes, M. (1961). The Principies of Electrochemistry. New York: Dover Publications.

- Maron, S. H., & Prutton C. F. (1968). Fundamentos de Fisicoquímica. México: Limusa.

- Urquiza, M. (1969). Experimentos de Fisicoquímica. México: Limusa – Wiley.

- Bard J. Bard (2001). Electrochemical Methods Fundamentals and Apllicationss.