Leyes de Electrolysis de Faraday – Primera y Segunda Ley (Ecuaciones y Definición)

Leyes de Electrólisis de Faraday

Antes de comprender las leyes de electrólisis de Faraday, debemos primero entender el proceso de electrólisis de un sulfato metálico.

Cuando un electrolito como un sulfato metálico se diluye en agua, sus moléculas se dividen en iones positivos y negativos. Los iones positivos (o iones metálicos) se mueven hacia los electrodos conectados con el terminal negativo de la batería, donde estos iones positivos toman electrones de ella, convirtiéndose en un metal puro átomo y depositándose en el electrodo.

Los iones negativos (o sulfionios) se mueven hacia el electrodo conectado con el terminal positivo de la batería, donde estos iones negativos ceden sus electrones extra y se convierten en radicales SO4. Dado que SO4 no puede existir en un estado eléctricamente neutro, atacará el electrodo positivo metálico, formando un sulfato metálico que nuevamente se disolverá en el agua.

Las leyes de electrólisis de Faraday son relaciones cuantitativas (matemáticas) que describen los dos fenómenos mencionados anteriormente.

Primera Ley de Electrólisis de Faraday

A partir de la breve explicación anterior, es claro que el flujo de corriente a través del circuito externo de la batería depende completamente de cuántos electrones se transfieren del electrodo negativo o cátodo al ion metálico positivo o catión. Si los cationes tienen una valencia de dos, como Cu++, entonces para cada catión, habrá dos electrones transferidos del cátodo al catión. Sabemos que cada electrón tiene una carga eléctrica negativa de –1.602 × 10-19 Coulombs, digamos que es – e. Así, para la deposición de cada átomo de Cu en el cátodo, habrá una transferencia de carga de – 2.e del cátodo al catión.

Ahora, digamos que durante un tiempo t, se depositan n número total de átomos de cobre en el cátodo, por lo tanto, la carga total transferida será de – 2.n.e Coulombs. La masa m del cobre depositado es obviamente una función del número de átomos depositados. Por lo tanto, se puede concluir que la masa del cobre depositado es directamente proporcional a la cantidad de carga eléctrica que pasa a través del electrolito. Por lo tanto, la masa de cobre depositado m ∝ Q cantidad de carga eléctrica que pasa a través del electrolito.

La Primera Ley de Electrólisis de Faraday establece que la deposición química debido al flujo de corriente a través de un electrolito es directamente proporcional a la cantidad de electricidad (Coulombs) pasada a través de él.

Es decir, la masa de la deposición química:

Donde Z es una constante de proporcionalidad y se conoce como equivalente electroquímico de la sustancia.

Si ponemos Q = 1 coulomb en la ecuación anterior, obtendremos Z = m, lo que implica que el equivalente electroquímico de cualquier sustancia es la cantidad de la sustancia depositada al pasar 1 coulomb a través de su solución. Esta constante del paso del equivalente electroquímico generalmente se expresa en términos de miligramos por coulomb o kilogramos por coulomb.

Segunda Ley de Electrólisis de Faraday

Hasta ahora hemos aprendido que la masa de la sustancia química depositada debido a la electrólisis es proporcional a la cantidad de electricidad que pasa a través del electrolito. La masa de la sustancia química depositada debido a la electrólisis no solo es proporcional a la cantidad de electricidad que pasa a través del electrolito, sino que también depende de otros factores. Cada sustancia tendrá su propio peso atómico. Por lo tanto, para el mismo número de átomos, diferentes sustancias tendrán diferentes masas.

Además, cuántos átomos se depositan en los electrodos también depende de su número de valencia. Si la valencia es mayor, entonces para la misma cantidad de electricidad, el número de átomos depositados será menor, mientras que si la valencia es menor, entonces para la misma cantidad de electricidad, se depositarán más átomos.

Por lo tanto, para la misma cantidad de electricidad o carga que pasa a través de diferentes electrolitos, la masa de la sustancia química depositada es directamente proporcional a su peso atómico e inversamente proporcional a su valencia.

La segunda ley de electrólisis de Faraday establece que, cuando la misma cantidad de electricidad pasa a través de varios electrolitos, la masa de las sustancias depositadas es proporcional a sus respectivos equivalentes químicos o pesos equivalentes.

Equivalente Químico o Peso Equivalente

El equivalente químico o peso equivalente de una sustancia se puede determinar mediante las leyes de electrólisis de Faraday, y se define como el peso de esa subtenancia que se combinará o desplazará con el peso unitario de hidrógeno.

El equivalente químico del hidrógeno es, por lo tanto, unidad. Dado que la valencia de una sustancia es igual al número de átomos de hidrógeno que puede reemplazar o con los que puede combinarse, el equivalente químico de una sustancia, por lo tanto, puede definirse como la relación entre su peso atómico y su valencia.

¿Quién Inventó las Leyes de Electrólisis de Faraday?

Las Leyes de Electrólisis de Faraday fueron publicadas por Michael Faraday en 1834. Michael Faraday también fue responsable

Además de descubrir estas leyes de electrólisis, Michael Faraday también es responsable de popularizar terminologías como electrodos, iones, ánodos y cátodos.

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