Principio de Electrólisis del Electrolito de Sulfato de Cobre

Electrólisis

La electrólisis es un proceso electroquímico por el cual la corriente pasa de un electrodo a otro en una solución ionizada que es un electrolito. En este proceso, los iones positivos o cationes se dirigen al electrodo negativo o cátodo y los iones negativos o aniones se dirigen al electrodo positivo o ánodo.

Antes de entender el principio de la electrólisis, debemos saber qué es un electrolito o la definición de electrolito

Definición de Electrolito

Un electrolito es un compuesto químico cuyos átomos están fuertemente unidos mediante enlaces iónicos, pero cuando se disuelve en agua, sus moléculas se separan en iones positivos y negativos. Los iones cargados positivamente se denominan cationes, mientras que los iones cargados negativamente se denominan aniones. Tanto los cationes como los aniones se mueven libremente en la solución.

Principio de la Electrólisis

En los enlaces iónicos, un átomo pierde sus electrones de valencia y otro átomo gana electrones. Como resultado, un átomo se convierte en un ion cargado positivamente y otro átomo se convierte en un ion negativo. Debido a las cargas opuestas, ambos se atraen entre sí y forman un enlace llamado enlace iónico. En el enlace iónico, la fuerza que actúa entre los iones es la fuerza coulombiana, que es inversamente proporcional a la permitividad del medio. La permitividad relativa del agua es 80 a 20oC. Por lo tanto, cuando cualquier compuesto con enlace iónico se disuelve en agua, la fuerza de enlace entre los iones se vuelve mucho más débil y, por lo tanto, sus moléculas se dividen en cationes y aniones que se mueven libremente en la solución.

Ahora sumergiremos dos varillas metálicas en la solución y aplicaremos una diferencia de potencial eléctrico entre las varillas externamente mediante una batería.

Estas varillas parcialmente sumergidas se conocen técnicamente como electrodos. El electrodo conectado con el terminal negativo de la batería se llama cátodo y el electrodo conectado con el terminal positivo de la batería se llama ánodo. Los iones positivos cargados que se mueven libremente son atraídos por el cátodo y los iones negativos cargados son atraídos por el ánodo. En el cátodo, los iones cationes toman electrones del cátodo negativo y en el ánodo, los iones aniones dan electrones al ánodo positivo. Para continuar tomando y dando electrones en el cátodo y el ánodo respectivamente, debe haber un flujo de electrones en el circuito externo del electrolítico. Eso significa que la corriente continúa circulando en el bucle cerrado creado por la batería, el electrolítico y los electrodos. Este es el principio más básico de la electrólisis.

Electrólisis del Sulfato de Cobre

Cuando se añade sulfato de cobre o CuSO4 al agua, se disuelve en el agua. Como el CuSO4 es un electrolito, se divide en Cu+ + (cation) y SO4 − − (anión) y se mueven libremente en la solución.

Ahora sumergiremos dos electrodos de cobre en esa solución.

Los iones Cu+ + (cation) serán atraídos hacia el cátodo, es decir, el electrodo conectado al terminal negativo de la batería. Al llegar al cátodo, cada ion Cu+ + tomará electrones de él y se convertirá en átomos de cobre neutros.

De manera similar, los iones SO4 − − (anión) serán atraídos por el ánodo, es decir, el electrodo conectado al terminal positivo de la batería. Así, los iones SO4 − − se moverán hacia el ánodo donde darán dos electrones y se convertirán en radical SO4.

Pero como el radical SO4 no puede existir en estado eléctricamente neutro, atacará el ánodo de cobre y formará sulfato de cobre.

En el proceso anterior, después de tomar electrones, los átomos de cobre neutros se depositan en el cátodo. Al mismo tiempo, el SO4 reacciona con el ánodo de cobre y se convierte en CuSO4, pero en el agua no puede existir como moléculas individuales, en su lugar, el CuSO4 se dividirá en Cu+ +, SO4 − − y se disolverá en el agua. Se puede concluir que, durante la electrólisis del sulfato de cobre con electrodos de cobre, el cobre se deposita en el cátodo y la misma cantidad de cobre se elimina del ánodo. Si durante la