Leyes de Faraday en la electrólisis - Arturo Lara

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2.1. Leyes de Faraday en la electrólisis
Como los iones disociados de cada sustancia son los que transportan Los electrones, se trata de cuantificar qué relación existe entre el peso de sustancia electrolíticamente descompuesta y la cantidad de electricidad transportada. Esta relación la cuantifican las leyes de Faraday que tienen por enunciado y expresión:
Ia Ley de Faraday: el peso de sustancia electrolíticamente descompuesta y que aparece en los electrodos es proporcional a La cantidad de electricidad transportada. Tiene por expresión
[1] p = c ■ Q = c • I * t
p: peso del metal descompuesto o depositado en gramos (g)
c: equivalente electroquímico de cada elemento químico. Viene determinado por la 2a Ley Q: cantidad de electricidad en culombios <C)
I: intensidad de la corriente en amperios (A)
í: tiempo en segundos (s)
2- Ley de Faraday:Los pesos liberados por cantidades iguales de electricidad están en la misma relación que los equivalentes químicos A/n. Donde A es el peso atómico y n la valencia. Se expresa:
[2] p/Q = 1/(96.500 C/g) • (A/n) = k • (A/n)
La constante k = 1/(96.500 C/g) es un valor deducido de numerosos ensayos y se interpreta como la cantidad de electricidad de 96.500 C que descomponen siempre A/n gramos de metal por segundo, cualquiera que este sea.
Para facilitar los cálculos y evitar tener que calcular los pesos atómicos y las valencias, a continuación exponemos la tabla 2.3 del equivalente electroquímico de algunos elementos expresado en g/(A • h) y en mg/(A • s). (mg depositados por la electrólisis de 1C = 1A • s)
	Elemento
	Equivalente electroquímico c
	
	g/(A • h)
	mg/(A ■ s)
	Aluminio
	0,337
	0,094
	Azufre
	0,598
	0,166
	Bario
	2,563
	0,712
	Bismuto
	2,598
	0,722
	Cálcio
	0,747
	0,207
	Cinc
	1,218
	0,338
	Cloro
	0,322
	0,089
	Cromo
	0,648
	0,180
	Cobalto
	1,096
	0,305
	Cobre
	1,186
	0,329
	Hidrógeno
	0,037
	0,010
	Hierro
	1,044
	0,290
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Baterías y acumuladores
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	Elemento
	Equivalente electroquímico c
	
	g/(A ■ h)
	mg/(A • s)
	Magnesio
	0,453
	0,126
	Manganeso
	1,026
	0,285
	Mercurio
	3,729
	1,036
	Níquel
	1,078
	0,299
	Nitrógeno
	0,161
	0,045
	Oro
	2,452
	0,682
	Oxígeno
	0,298
	0,083
	Plata
	4,024
	1,118
	Platino
	1,817
	0,505
	Plomo
	3,858
	1,072
	Potasio
	1,458
	0,405
	Sodio
	0,860
	0,239
	Tungsteno
	1,144
	0,320
	Yodo
	4,735
	1,320
	Nota: Para convertir los g/(A ■ h) en mg/(A ■ s) basta con multiplicar por el factor 1.000/3.600.
T Tabla 2.3. Equivalente electroquímico cde algunos elementos ordenados alfabéticamente.
v cabulario
Catión
Elemento electropositivo de una molécula que en la electrólisis se dirige al cátodo. El hidrógeno y los metales, o los radicales equivalentes, que se desplazan con la corriente eléctrica al cátodo.
Cátodo electrolítico
1) Electrodo a través del cual la corriente abandona un conductor no metálico y en el que se descargan los iones positivos y se forman los negativos.
2) Polo negativo de un generador de electricidad o de una batería eléctrica (ver ion).
EJEMPLOS
· Demostrar la definición de amperio internacional que se dio en la conferencia de Chicago a finales del s. xix y vigente hasta la 17a CGPM de 1947. Recordemos que se definía el amperio (A), como la intensidad de corriente eléctrica que al circular por una disolución acuosa de nitrato de plata deposita sobre el cátodo 1,118 mg de plata cada segundo.
Solución:
Efectivamente, según la 1a Ley de Faraday:
p = c-Q = c«I-t = 1,118 mg/(A ■ s) • 1 (A) • 1(s) = 1,118mg
· Demostrar el valor de la carga asociada a un átomo de hidrógeno.
Solución:
Peso atómico y valencia del hidrógeno: A = 1, n = 1. Por otro lado sabemos que 1g de hidrógeno contiene 6,02 • 1023 átomos.
De la fórmula [2] tenemos p/Q = (1/96.500 C/g) • (A/n) y por tanto:
Q = (96.500 C/g)/(6,02 • 1023 g"') = 0,1602 • 10’18 C.
Nunca se ha observado carga eléctrica de valor más reducido y como sabemos corresponde a la carga de un electrón. En Electrotecnia empleamos siempre la carga eléctrica de 1C = 6,25 • 1018 electrones. El amperio internacional (SI) equivale, por tanto, a una intensidad que transporta por el medio conductor, sólido o líquido, 6,25 ■ 10'8 electrones cada segundo. (1A = 1C/1S = 6,25 • 10’8e /s).