La electrólisis es un proceso que tiene una amplia aplicación industrial y, por tanto, sus aspectos cuantitativos son de suma importancia para las fábricas. Por ejemplo, necesitan saber cuánto reactivo usar, cuánto tiempo llevarán a cabo el proceso y cuánto del producto deseado van a obtener.
A través de la electrólisis ígnea del cloruro de sodio (sal de mesa), las industrias producen cloro gaseoso, por lo que necesitan saber qué volumen de cloro gaseoso podrán obtener.
Además, varias piezas metálicas se someten a electrólisis en medio acuoso para ser recubiertas con otro metal, como en el caso de las semiprochas de oro o plata y la bisutería. La calidad del color del objeto que se ha recubierto y la eficacia de la protección contra su corrosión dependen, entre otras cosas, del tiempo de electrólisis y de la intensidad de la corriente eléctrica utilizada.
Así, el físico y químico inglés Michael Faraday (1791-1867) comenzó a estudiar estos aspectos que involucra la electrólisis y después de varios experimentos descubrió algunas leyes en ese caso.
Michael Faraday (1791-1867)
Uno de ellos mostró que la cantidad de masa de un metal que se deposita sobre el electrodo es directamente proporcional a la cantidad de carga eléctrica (Q) que pasa por el circuito.
La carga eléctrica (Q) viene dada por la siguiente fórmula:
En que:
i = intensidad de la corriente eléctrica (unidad: amperio - A)
t = tiempo (unidad: segundos - s)
Entonces la unidad de carga sería A. s, que es igual a la unidad culombiana (C).
En el año 1909, el físico Robert Andrews Millikan (1868-1953) determinó que la carga eléctrica de 1 electrón es igual a 1,602189. 10-19 C.
Robert Andrews Millikan (1868-1953)
La constante de Avogadro dice que en 1 mol de electrones hay 6.02214. 1023 electrones. Así, la cantidad de carga transportada por el paso de 1 mol de electrones es igual al producto de la carga eléctrica de cada electrón por la cantidad de electrones que tenemos en 1 mol, es decir:
1,602189. 10-19 C. 6,02214. 1023 = 96486 C
Por lo tanto, si sabemos la cantidad de materia (n) que viaja a través del circuito, simplemente multiplique por el valor que acabamos de ver que encontramos la carga eléctrica (Q) que será necesaria para llevar a cabo el proceso de electrólisis que si tu quieres:
Este valor (96486 C) se conoce como Constante de Faraday (1F). Así, si la carga utilizada en el proceso se da en faraday, entonces podemos usar relaciones establecidas por reglas de tres y calcular la cantidad de masa que se depositará en la electrólisis.
Lea el texto Aplicaciones de los aspectos cuantitativos de la electrólisis para saber exactamente cómo estos cálculos pueden contribuir a resolver problemas relacionados con procesos de electrólisis e incluso baterías.
Por Jennifer Fogaça
Licenciada en Química
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aspectos-quantitativos-eletrolise.htm
