Page 445 - Fisica General Burbano
P. 445

458   CORRIENTE ELÉCTRICA CONTINUA


                                          F) CORRIENTE CONTINUA EN LÍQUIDOS. ELECTRÓLISIS. PILAS Y
                                                                 ACUMULADORES
                                   XX – 30. Electrólisis. Ionización. Electrólitos

                                      Hemos estudiado en apartados anteriores el paso de la corriente eléctrica a través de materia-
                                   les conductores en los cuales los portadores de carga eran fundamentalmente los electrones; en
                                   este apartado examinaremos el fenómeno de conducción de materiales en los que se produce una
                                   descomposición  (DISOCIACIÓN) de la sustancia que los constituye, a este fenómeno se le llama
                                   ELECTRÓLISIS o SEPARACIÓN GALVÁNICA.
                                      EXPERIENCIA FUNDAMENTAL. En una cubeta (CUBA ELECTROLÍTICA O VOLTÁMETRO) con agua destila-
                                   da, se sumergen dos placas (ELECTRODOS) de platino o níquel, unidos a los bornes de un generador
                                   de tensión a través de un amperímetro o una lámpara de incandescencia (Fig. XX-35). El agua
                                   pura es un mal conductor de la electricidad, pero si disolvemos en ella cloruro cúprico (Cu Cl ),
                                                                                                             2
                                   por ejemplo, se mueve la aguja del amperímetro o luce la lámpara, indicándonos el paso de la co-
                                   rriente a través de la disolución (DISOLUCIÓN ELECTROLÍTICA); este paso de corriente va asociado a la
                                   descomposición química del cloruro cúprico, puesto que del análisis de la sustancia que se des-
                                   prende en la placa metálica que va conectada al polo positivo de la fuente de alimentación (ÁNODO
                                   A) resulta ser cloro, y en la placa conectada al polo negativo (CÁTODO K) se deposita cobre metáli-
                                   co. La atracción de los átomos de cloro (ANIONES) por el polo positivo y de los átomos de cobre
                                   (CATIONES) por el negativo, indica que los átomos del primero están cargados negativamente (han
       Fig. XX-35.– Paso de la corriente en  ganado electrones) y los del segundo positivamente (han perdido electrones).
       un voltámetro a través de una disolu-  Generalizando los hechos observados en la experiencia fundamental descrita, definimos:
       ción electrolítica. Los aniones (iones  IONIZACIÓN es la ruptura (o disociación) de la molécula en partes cargadas eléctricamente.
       negativos) se dirigen al ánodo A (polo
       positivo) y los cationes (iones positi-  La ionización se manifiesta cuando el cuerpo se disuelve o se funde.
       vos) van al cátodo K (polo negativo).
                                         IONES son átomos o radicales (agrupaciones de átomos sin saturar la totalidad de las valen-
                                         cias) con carga eléctrica.
                                      La carga eléctrica de un ión es siempre múltiplo de una carga elemental (la del electrón), igual
                                   en valor absoluto a la carga del ión hidrógeno (positiva). Esta carga se toma como unidad.
                                         Los iones se clasifican en ANIONES (negativos) y CATIONES (positivos); pudiendo ser unos y
                                         otros mono, di, trivalentes, etc., según el número de cargas eléctricas que adquieren.

                                      Entre todos los iones producidos por una molécula existe siempre el mismo número de cargas
                                   positivas que negativas.
                                         «VALENCIA de un ión (v) es el número de cargas elementales que posee».
                                         ELECTRÓLITOS son las sustancias que se ionizan; químicamente se clasifican en ácidos, bases
                                         y sales.                                                                   MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR
                                      Los electrólitos son combinaciones heteropolares formadas por átomos cargados o de radicales
                                   que hemos llamado iones. Por ejemplo, el CuSO se compone, también en forma cristalina, de io-
                                                                        4
                                   nes Cu 2+  y  SO  2- . Al disolverse el cristal estos iones se separan al interponerse moléculas de agua.
                                               4
                                   Los iones se rodean con una envoltura de moléculas dipolares de agua,  están hidratados; la
                                   energía liberada por la disposición de los dipolos de agua es suficiente para separar los iones de la
                                   red cristalina, moviéndose libremente en la disolución.
                                      Al establecer un campo eléctrico dentro de una disolución electrolítica, éste impulsa a los iones
                                   positivos (cationes) hacia el cátodo y a los negativos (aniones) hacia el ánodo. Los cationes son io-
                                                                 +
                                                                                                          –
                                   nes metálicos, incluyendo a  NH + 4  y H , los aniones son los iones del resto ácido y los OH (mu-
                                   chos de estos iones se pueden realmente considerar como complejos más grandes, por ejemplo
                                      +
                                                  +
                                   H O en lugar de H , etc.).
                                    3
                                      Al llegar los iones a los electrodos se neutralizan, los cationes toman electrones del cátodo y los
                                   aniones ceden electrones al ánodo; así por ejemplo los iones H se convierten en átomos de
                                                                                      +
                                   hidrógeno y estos a su vez en moléculas H , que escapan en forma gaseosa; en la electrólisis del
                                                                    2
                                   CuSO , realizada con electrodos de Cu, el ión Cu 2+  capta dos electrones del cátodo que cada vez
                                        4
                                   se hace más pesado al depositarse en él dicho metal; los iones sulfato  SO  2-  extraen Cu 2+  del áno-
                                                                                            4
                                   do formándose nuevamente CuSO volviendo nuevamente a la diso-
                                                              4
                                   lución, de esta forma no se modifica su concentración. Si la electrólisis se hubiera realizado con
                                   electrodos de platino, por ejemplo, la concentración de la disolución variaría, con lo que el resulta-
                                   do de una electrólisis dependerá también del material de los electrodos.
                                      Resumiendo, en la electrólisis se pueden distinguir las siguientes fases:
                                      Fase previa: IONIZACIÓN. Antes del paso de la corriente, el cuerpo ha de estar ionizado; para ello
                                   se disuelve o se funde.
                                      1ª ORIENTACIÓN. Al paso de la corriente los iones se dirigen hacia sus polos correspondientes.
   440   441   442   443   444   445   446   447   448   449   450