Fundamentos TericosLos elementos que permiten el pasaje de la corriente elctrica se denominan conductores (ej: metales, electrolitos) y los que no permiten dicho pasaje se denominan malos conductores o aislantes (ej: madera, vidrio, goma).Los electrolitos son sustancias que, disueltas en agua o fundidas, conducen la corriente elctrica (algunos cidos, hidrxidos y sales) y la diferencia entre los metales y los electrolitos, en cuanto a sus caractersticas como conductores de la electricidad, es que los primeros dejan pasar la electricidad sin sufrir ninguna alteracin en su estructura, ya que la conduccin se debe al flujo de electrones a travs de los mismos (electrones de valencia), generando la corriente electrnica. En cambio, los electrolitos se descomponen en iones(aniones y cationes) y generan una reaccin qumica denominada electrlisis y son estosiones los responsables de la conduccin elctrica (corriente electroltica). Para realizar una electrlisis se debe contar con un aparato o recipiente, llamado cuba electroltica, el cual sirve para contener a la solucin electroltica (electrolito en medio acuoso) y a los dos electrodos; tambin hay que tener una fuente de energa elctrica, a la que se conectarn los electrodos.

Los electrodos son conductores metlicos que recibirn su nombre segn cual sea el polo del generador al que estn conectados, as, el electrodo que se encuentra unido al polo positivo recibir el nombre de nodo y el que se halla unido al polo negativo ser llamado ctodo. Ambos se encuentran sumergidos en la solucin en contacto con el electrolito y es en su superficie donde se producirn reacciones con liberacin o consumo de electrones, generando el intercambio de corriente electrnica y corriente electroltica. La reaccin de consumo de electrones se verifica en el ctodo y es una reduccin, mientras que la reaccin que libera electrones tiene lugar en el nodo y es una oxidacin. Cuando se enciende el generador, se produce alrededor de los electrodos un campo elctrico provocando la migracin de los iones hacia ellos, debido a que los iones, son tomos o grupos de tomos con carga elctrica positiva (cationes) o negativas (aniones).

Es importante destacar que en la electrlisis se genera energa qumica a partir de energa elctrica (corriente elctrica), al contrario de lo generado en una pila o celda galvnica donde se transforma energa qumica en elctrica. Faraday, tras realizar estudios cuantitativos referentes a la relacin entre la cantidad de electricidad que circula por la solucin electroltica y la cantidad de sustancia depositada y/o liberada en los electrodos, enunci las siguientes leyes:

1) La cantidad de un elemento dado que se libera en un electrodo es directamente proporcional a la cantidad de electrones que pasa a travs de la solucin.

2) Los pesos de los distintos elementos liberados por la misma cantidad de electricidad son directamente proporcional a sus equivalentes-qumicos.

Relacionando ambas expresiones se deduce la siguiente expresin matemtica:

donde: w: peso del elemento liberado o depositado en el electrodo (g) i: intensidad de corriente elctrica (amp) t: tiempo trascurrido (seg) Eq: equivalente qumico (g/eq-q) F: constante de Faraday = 1 F = 96500 coul/eq-q = 96500 amp.seg/eq-q (la cantidad de electricidad que libera un equivalente qumico de cualquier elemento es igual a 96500 coulomb)

Cuestionario1. Escribir las ecuaciones de las semirreacciones y las reacciones totales de los procesos primarios y secundarios que tienen lugar en los electrodos.

En la solucin de KI, las reacciones a lugar son:Andica:2H2O + 2e- H2 + 2OH- (oxidacin)Catdica:2I- I2 + 2e- (reduccin)

En la solucin de CuSO4, las reacciones a lugar son: Andica: 2H2O O2 + 4OH- + 4e- (oxidacin) Catdica: 2Cu+2 + 4e- 2Cu (reduccin)

En la purificacin de CuSO4, las reacciones a lugar son: Andica: Cu Cu+2 + 2e- (oxidacin) Catdica: Cu+2 + 2e- 2Cu (reduccin)

2. Qu productos se han formado, depositado y desprendido en los electrodos y que iones quedan presentes en las soluciones?

En la solucin de KI, las reacciones a lugar son:Andica:2H2O + 2e- H2 + 2OH- (oxidacin)Catdica:2I- I2 + 2e- (reduccin)

En la solucin de CuSO4, las reacciones a lugar son: Andica: 2H2O O2 + 4OH- + 4e- (oxidacin) Catdica: 2Cu+2 + 4e- 2Cu (reduccin)

En la purificacin de CuSO4, las reacciones a lugar son: Andica: Cu Cu+2 + 2e- (oxidacin) Catdica: Cu+2 + 2e- 2Cu (reduccin)

3. En la electrlisis de una solucin de CuSO4. Qu volumen de O2(medido a condiciones normales) es liberado en el nodo, en el tiempo que transcurre para depositar sobre el ctodo 5g de Cu?

En la solucin de CuSO4, las reacciones a lugar son:

Andica:2H2O O2 + 4OH- + 4e- (Oxidacin)Catdica:2Cu+2 + 4e- 2Cu (Reduccin)

Luego: 1,25g x (1mol/32g) x (22,4L/1mol) = 0,88 L

4. Cul es la molaridad de H+ en una solucin despus de la electrlisis descrita en el problema anterior?. El volumen final de la solucin es 300mL.

5. Qu papel juega la concentracin de los iones H+ en la solucin durante la electrlisis?. De un ejemplo y explique con semireacciones.