Actas filosóficas de la Royal Society, 1834

La teoría que creo es una auténtica expresión de los hechos de la

descomposición electroquímica, y que por lo tanto he detallado en una

previa presentación de estas investigaciones (Researches), está tan en

desacuerdo con aquellas sobre las que se ha avanzado previamente que

encuentro grandes dificultades para indicar resultados, mientras se

esté limitado al significado corriente de los términos que uno utiliza.

Dentro de esta clase está el término polo (pole), con sus prefijos de

positivo y de negativo, y

las ideas asociadas de atracción y repulsión. La fraseología general

establece que el polo positivo atrae[1] al oxígeno, los ácidos, etc., o

más cautamente, lo que determina su generación sobre su superficie;

y que el polo (pole) negativo actúa de la misma manera sobre el

hidrógeno, los combustibles, los metales, y las bases. Según mi opinión,

la fuerza determinante no está en los polos, sino dentro de la materia

que se está descomponiendo; y el oxígeno y los ácidos se obtienen en el

extremo negativo de ese cuerpo, mientras que hidrógeno, los metales,

etc., se

desarrollan en el extremo positivo.

Para evitar, por lo tanto, confusiones y perífrasis, y con el objetivo de

alcanzar la mayor precisión en la expresión que puedo obtener en otras

palabras, he considerado deliberadamente el tema con dos amigos, y

con su ayuda y cooperación para enmarcarlas, me propuse de ahora en

adelante usar ciertos otros términos, que ahora definiré. Los polos, tal

como ellos se llaman generalmente, son solo “las puertas” o los accesos

por los cuales la corriente eléctrica entra y sale de la materia que se

descompone; y por supuesto, cuando están en contacto con esta

materia son los límites en la dirección de la corriente. El término se ha

aplicado generalmente a las superficies del metal en contacto con la

sustancia que se descompone; pero si los filósofos también lo aplicaran

a las superficies del aire y del agua, a las cuales he efectuado la

descomposición

electroquímica, es materia de duda. En lugar del término polo,

propongo el usar aquel de electrodo[2], y quiero significar allí esa

sustancia, o mejor esa superficie, sea del aire, del agua, del metal, o de

cualquier otro cuerpo, el cual sea límite con la extensión de materia en

descomposición en la dirección de la corriente eléctrica.

Las superficies en las cuales, según fraseología común, la corriente

eléctrica entra y sale de un cuerpo que se está descomponiendo son los

lugares más importantes de acción y requieren ser distinguidos aparte

de los polos, con el cual ellos están mayormente con los cuales ellos

están siempre en contacto… El ánodo es por lo tanto la superficie en la

cual la corriente eléctrica de acuerdo a nuestra presente expresión,

entra: es el extremo negativo del cuerpo que se descompone, es donde

el oxígeno, cloro, ácidos, etc. se producen y se opone o está en contra

del electrodo positivo. El cátodo es esa superficie en la cual la

corriente deja el cuerpo que se descompone, y es su

extremo positivo; los cuerpos combustibles, metales, álcalis, y bases se

producen allí, y está en contacto con el electrodo negativo.

En estas investigaciones tendré la ocasión, también de clasificar los

cuerpos de acuerdo con su acción eléctrica y deseo expresar aquellas

relaciones en el mismo tiempo involucran la expresión de cualquier

punto de vista hipotético yo propongo usar los siguientes nombres y

términos.

Muchos cuerpos se descomponen directamente por la acción de la

corriente

eléctrica, sus elementos quedan en libertad; a éstos yo propongo

llamarlos electrólitos.

Finalmente, yo necesito un término para nombrar aquellos cuerpos que

puedan pasar a los

electrodos, o, como se llaman generalmente, los polos. Las sustancias

se denominan con frecuencia como electro-negativas o electro-

positivas, según como ellas se comporten frente a la supuesta influencia

de una atracción directa del polo negativo o positivo.

Pero estos términos son mucho demasiado significativos para el uso que

yo querría darles; porque aunque los significados quizás son correctos,

son solamente hipotéticos, y pueden ser incorrectos; y

A través de una imperceptible pero aún muy peligrosa influencia (a

causa de su continuidad), ellos provocan un gran daño a la ciencia por

contraer y limitar las visiones habituales de aquellos comprometidos en

perseguirla.

Yo propongo distinguir tales cuerpos llamándolos aniones a aquellos

que vayan al ánodo de descomposición y aquellos que pasan al

cátodo, cationes; y cuando tenga la ocasión a hablar de éstos de

manera conjunta, los llamaré los iones.

Así el cloruro de plomo es un electrolito, y cuando es electrolizado da

origen a dos iones, el cloruro y el plomo, el primero es un anión, el

segundo un catión.

Estos términos, una vez definidos, me permitirán, espero, en su uso

evitar demasiadas perífrasis y ambigüedades de expresión. No quiero

decir, presionarlos en su uso más frecuentemente de lo que se requiere,

porque soy plenamente consciente que los nombres son una cosa y la

ciencia otra.

Será bien comprendido que yo no estoy dando opción con respecto a la

naturaleza de la corriente ahora, más allá de lo que he hecho en

anteriores ocasiones, y eso es aunque haya hablado de la corriente

como procediendo desde las partes las cuales son positiva y aquellas

que son negativas, es solo de acuerdo con la convención aunque en

algún grado tácito, el acuerdo introducido por los hombres de ciencia

que ellos pueden tener una constante, cierta y definido significado para

referirse a la dirección de las fuerzas de esa corriente.

Sobre un nuevo medidor de electricidad de Volta

Ya he dicho cuando me he ocupado de reducir la electricidad común y

voltaica a un estándar de medición, y otra vez cuando presente mi

teoría de descomposición electroquímica, que la acción de

descomposición química de una corriente es una constante para una

cantidad de electricidad constante, no obstante las más grandes

variaciones en sus fuentes, en su intensidad, en el tamaño de

los electrodos usados, en la naturaleza de los conductores (o no

conductores) a través de los cuales pasa, o en otras circunstancias. Las

pruebas concluyentes de la verdad de estas afirmaciones serán dadas

inmediatamente.

Me he esforzado sobre esta ley para construir un instrumento el cual

mediría la electricidad que pasara a través, y el cual, cuando se

interpusieran en el curso de la corriente usada en un experimento en

particular, serviría como un estándar comparativo de efecto o como

un medidor positivo de este subtile agent.

No hay sustancia que se ajuste mejor, bajo circunstancias comunes,

para ser el cuerpo indicador en tal instrumento como el agua, dado que

se descompone con facilidad cuando se vuelve un mejor conductor por

la adición de ácidos o sal: estos elementos pueden en muchos casos ser

obtenidos y colectados sin complicaciones de una acción secundaria, y

siendo gaseosos, ellos están en las mejores condiciones para ser

separados y medidos. El agua por lo tanto, acidulada por él ácido

sulfúrico, es la sustancia a la que yo me quisiera referir, aunque puede

llegar a ser provechoso en casos particulares de otras formas de

experimento usar otros cuerpos.

La primera precaución necesaria en la construcción del instrumento fue

evitar la recombinación de los gases generados, y el efecto por el cual

el electrodo positivo ha sido hallado tan capaz de producir. Para esto

propósito se usaron varias formas de aparatos de descomposición. El

primero consistió en tubos derechos, cada uno conteniendo una chapa y

un alambre de platino soldados juntos con otro, y fijados

herméticamente en los vidrios muy próximos al extremo del tubo (Fig.

1). Los tubos tenían 8 pulgadas de largo, 0.7 pulgadas de diámetro y

graduados. Los platinos eran de alrededor de una pulgada de largo, tan

anchos como los tubos lo permitieran y estaban ajustados tan próximos

como era posible a las bocas de los tubos dado que consistía en colectar

los gases generados. En ciertos casos, donde se requería

generar elementos sobre una superficie tan pequeña como fuera

posible, el extremo metálico, en lugar de ser una chapa, consistía en un

alambre doblado en la forma de un anillo (Fig. 2). Cuando estos tubos

fueron usados como medidores, ellos se llenaron con ácido sulfúrico

diluido, se invirtieron en una cubeta del mismo líquido (Fig. 3), y se

ubicaron en una posición inclinada, con sus bocas cerca una a la otra,

esta … y también en tal dirección que los discos de platino deberían

estar en planos verticales.

Otra forma de aparato es la delineada en la figura 4. El

tubo es doblado por la mitad, un extremo es cerrado, en

ese extremo se fija un alambre y una placa, a, siguiendo

hacia debajo de tal manera que cuando en la posición de la

figura, estará tan cerca al angulo como sea posible,

consistentemente con la colección en el extremo cerrado

del tubo, de todo el gas generado contra el. El plano de

este plato es también perpendicular. La otra terminación

metálica, b, es introducida en el momento en que se produce la

descomposición, trayéndose tan cerca al ángulo como sera posible, sin

causar ningún pasaje de gas desde él hacia el extremo cerrado del

instrumento. El gas generado en el se permite escapar.

El tercer tipo de aparato contiene ambos electrodos en el mismo tubo,

la transmisión por lo tanto, de la electricidad y la consiguiente

descomposición es lejos más rápida que en tubos separados. El gas

resultante es la suma de la porción generada en los dos electrodos, y el

instrumento está mejor adaptado que otro del primero como un tubo de

medición recto (Fig. 5) cerrado en el extremo superior y graduado, a

través de lados de los cuales los alambres de platinos (fundidos dentro

del vidrio), lo cual ser conectaron con dos placas dentro. El tubo se

acomoda calzándolo dentro de una boca de una botella de dos cuellos.

Si la segunda fuera un medio o dos tercios de ácido sulfúrico lleno,

fluirá, (en un pase a través del instrumento, las gases genrados contra

la plata se colectan en la porción superior del tubo y no son materia

para el poder de recombinación del platino…

[Faraday entonces da detalles de los experimentos]

Yo considero que la investigación precedente como suficiente para

probar la muy extraordinario e importante principio con respecto al

AGUA[3], que cuando está sujeta a la influencia de la corriente

eléctrica, una cantidad de ella se descompone exactamente

proporcional a la cantidad de electricidad que ha pasado, no obstante

las mil variaciones en las condiciones y circunstancias bajo las cuales

podría ser ubicado en el tiempo…

Este instrumento ofrece el único medidor de electricidad voltaica

actual, el cual nosotros poseemos al presente. Para sin ser afectados

por las variaciones en tiempo o intensidad, o alteraciones en la

corriente misma, de cualquier tipo, o por cualquier causa, o aun de

intermisión de accion, se toma nota con exactitud de la cantidad de

electricidad que ha pasado a través de él, y revela la cantidad por

inspección, yo lo he llamado por lo tanto un electrómetro Volta…

En los casos precedentes, excepto en el primero, el agua se cree que es

inactiva, pero para evitar cualquier ambigüedad que pueda surgir de su

presencia, yo busqué sustancias de las cuales estaria ausente

complemente; y tomando ventaja de la ley de la conducción ya

desarrollada, yo pronto hallé abundancia, entre los cuales el

protocloruro de estaño fue primero sometido a descompisción de la

siguiente manera: un trozo de alambre de platino tuvo un extremo

enrollado en un pequeño botón, y luego de ser cuidadosamente pesado,

fue sellado de manera hermética en una pequeña botella de vidrio, de

tal manera que el botón debería estar en el fondo del tubo en el interior

(Fig. 9). El tubo se suspendía por medio de un trozo de alambre de

platino, de tal forma que el calor de una lámpara pudiera aplicarse

sobre el. Recientemente fundido el protocloruro de estaño fue

introducido en suficiente cantidad para ocupar, cuando se fundiera,

alrededor de la mitad del tubo, el alambre del tubo se conecto con un

electrómetro de volta, el cual estaba conectado con el extremo negativo

de una batería voltaica: y un alambre de platino conectado con el

extremo positivo de la misma batería fue sumergido en el cloruro

fundido en el tubo, siendo sin embargo tan curvo que no podría tocar

el electrodo negativo en el fondo del recipiente por cualquier agitación

de las manos o del aparato. El arreglo completo está delineado en la

Figura 10.

Bajo estas circunstancias, el cloruro de estaño fue descompuesto: el

cloruro se generó en el electrodo positivo formó bicloruro de estaño, el

cual se fue en forma de humos, y el estaño se formó el electrodo

negativo combinado con el platino, formando una aleación, que se

fundo a la temperatura a la cual el tubo estaba sujeto, y por lo tanto

nunca dando lugar a la comunicación metálica a través de la

descomposición del cloruro. Cuando el experimento fue continuado

tanto tiempo como para obtener una cantidad de gas razonable en el

electrómetro de volta, la conexión de la batería se rompió, el electrodo

positivo se removió y el tubo y el cloruro remante se dejo enfriar.

Cuando estuvo frío, el tubo se rompió para abrir, el resto del cloruro y

el vidrio fueron separados fácilmente del alambre de platino y su botón

de aleación. Lo segundo cuando fue lavado y luego repesado, y el

aumento dado al peso de estaño se redujo.

Yo doy el particular resultado de un experimento, para ilustrar el modo

adoptado en este y otros, el resultado del cual tendré la ocasión de

puntualizar. El electrodo negativo pesó inicialmente 20 granos, luego

del experimento, con su botón de aleación , pesaba 23.2 granos. El

estaño generado por la corriente eléctrica en el cátodo pesaba por lo

tanto 3.2 granos. La cantidad de oxígeno e hidrógeno colectado en el

electrómetro de volta: 3.85 pulgadas cúbicas. Como 100 pulgada

cúbicas de oxígeno e hidrógeno, en las proporciones para formar agua,

pueden ser consideradas como si pesaran 12.92 granos, los 3.85

pulgadas cúbicas debería pesar 0.49742 de un grado, esto es por lo

tanto, el peso del agua descompuesta por la misma corriente eléctrica

fue capaz de descomponer tal peso deprotocloruro de estaño como

podría producir 3.2 g de metal. Ahora 0.49742 : 3.2::9 el equivalente de

agua es a 57.9, lo cual podría por lo tanto ser el equivalente del estaño,

si el experimento hubiera sido hecho sin error, y si la descomposición

electroquímica es en este caso definida. En algunos trabajos químicos

se da como equivalente químico del estaño 58 y en otros 57.9. Ambos

están muy próximos al resultado de este experimento, y el experimento

por si mismo es está sujeto a ligeras causas de variación (como una

absorción de gas en el electrómetro de volta), que el número deja poca

duda de la aplicabilidad de laley de la acción definida (law of definite

actino) en este y todos los casos similares de electro deposición.

No es a menudo que he obtenido en números un acuerdo tan cercano

como yo he aludido. Se hicieron cuatro experimentos sobre el

protocloruro de estaño, las cantidades de gas generado en el

electrómetro de volta fueron desde 2.05 a 10.29 pulgadas cúbicas. El

promedio de los cuatro experimentos dieron 58.43 como el equivalente

electroquímico del estaño.

El cloruro remanente luego del experimento era puro protocloruro de

estaño, y nadie pudo dudar por un momento que el equivalente del

cloro había sido generado en el ánodo, y habiendo formado dicloruro de

estaño como un resultado secundario, se había ido.

El cloruro de plomo fue experimentado en una manera muy similar,

excepto que se hizo un cambio en la naturaleza del electrodo positivo,

porque cuando el se generó en elánodo, no se formó percloruro de

plomo, sino que actuó directamente sobre el platino, produce si el metal

puede ser usado, una solución de platino en el cloruro de plomo; en

consecuencia de lo cual, una porción de platino puede pasar al cátodo,

y podría entonces producir un resultado viciado. Yo por lo tanto busqué

(y lo halle en el carbón en forma de grafito (plumbago), otra sustancia

la cual podría ser usada de manera segura como el electrodo positivo

de tales cuerpos como los cloruros, yoduros, etc. El cloro o el yodo no

actúa sobre el, pero se generan en el estado libre; y el carbono no

reacciona, bajo las circunstancias, sobre el cloruro o yoduro fundido en

el cual es sumergido. Aun si unas pocas partículas de carbono se

separaran por el calor o por la acción mecánica del gas formado, ellos

no harían daño en el cloruro.

El significado de estos tres experimentos dan el número de 100.85

como el equivalente del plomo. El equivalente químico es 103.5. La

deficiencia en mis experimentos las atribuyo a la solución de parte de

un gas en el electrómetro de volta, pero el resultado no deja lugar a

dudas en mi mente que ambos el plomo y el cloro son, en este caso,

generados en cantidades definidas por la acción de una dada

cantidad de electricidad.