Page 263 - Libro Hipertextos Quimica 1

Componente: Procesos físicos

3.4 Leyes de Faraday

Estos postulados relacionan la cantidad de electricidad consumida o generada
durante un proceso electroquímico con la masa de los reactivos presentes.
Fueron planteadas por Michel Faraday (1791–1865) (figura 44), en la forma
de dos leyes fundamentales, como veremos a continuación:
n Primera ley. Muchos metales como el sodio, el magnesio o el aluminio se
producen industrialmente por electrólisis de alguna de sus sales fundidas.
En el proceso se consumen grandes cantidades de electricidad, que pueden
relacionarse matemáticamente con la cantidad de producto formado sobre
los electrodos de la celda electrolítica. Por ejemplo, durante la electrólisis
del cloruro de sodio, el ion sodio se reduce según la reacción:
Na 1 1e Na
1
2
Así, un electrón es requerido para reducir un ion de sodio. Es decir, para Figura 44. Michael Faraday (1791–1865).
reducir un mol de iones Na , equivalentes 23 gramos, se necesita un mol
1
de electrones.
La carga de un electrón es 1,602 ? 10 219 C, de donde tenemos que la carga
de un mol de electrones es:
1,6022 ? 10 219 C/electrón ? 6,02 ? 10 electrones/mol 5 96.500 C/mol
23
La carga eléctrica transportada por un mol (6,02 ? 10 ) electrones equivale
23
a un Faraday (F), que a su vez es igual a 96.500 culombios y se conoce
también como la constante de Faraday.
La relación entre la cantidad de cargas invertidas en la producción de
una determinada masa de producto se resume en el postulado de la pri-
mera ley de Faraday que establece que la masa de producto obtenido o de
reactivo consumido en un electrodo durante la electrólisis, es directamente
proporcional a la cantidad de electricidad en culombios, que pasa a través
del electrólito.
En términos matemáticos esto es: m 5 E ? Q, donde, m es la masa (g) de-
positada o liberada, E es el equivalente electroquímico, que relaciona la
masa (g) de un compuesto, capaz de generar o de consumir un mol de elec-
trones (equivalente químico), con la carga de estos, es decir, un Faraday
(96.500 C).
Por último, Q representa la carga invertida, y su valor se obtiene al multipli-
car la intensidad de la corriente por el tiempo transcurrido. La intensidad
de la corriente, I, se expresa en amperios (A) y es la carga que atraviesa una
sección determinada de un conductor, relacionada con el tiempo, t. Por
ejemplo, si una batería suministra una intensidad de 1 amperio durante
un tiempo, t, la carga eléctrica, Q, que atraviesa la celda será:
Q 5 I ? t. Con esto, la expresión de la primera ley es:

It
Peso eqg
m
F
n Segunda ley. Establece que si varias soluciones electrolíticas son atravesa- 1. Explica, con tus propias
das por la misma cantidad de electricidad, las masas, m, de las sustancias EJERCICIO palabras, por qué una
pila se “gasta”.
depositadas o liberadas en los electrodos son proporcionales a sus masas
equivalentes (eqg). Dicho de otra manera: 2. ¿Por qué crees que el
KOH se usa frecuente-
md 5 eqgd mente como electrólito
ml eqgl en las celdas electro-
Donde, los subíndices d y l indican masas depositada o liberadas, respec- químicas?
tivamente.

© Santillana 263

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