Electrolisis

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Electrolisis

  1. 1. ElectrólisisElectrólisis del agua PDF generado usando el kit de herramientas de fuente abierta mwlib. Ver http://code.pediapress.com/ para mayor información. PDF generated at: Fri, 21 Sep 2012 23:19:16 UTC
  2. 2. ContenidosArtículos Electrólisis 1 Electrólisis del agua 3 Michael Faraday 4Referencias Fuentes y contribuyentes del artículo 7 Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes 8Licencias de artículos Licencia 9
  3. 3. Electrólisis 1 Electrólisis La electrólisis o electrolisis[1] es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio de la electricidad. En ella ocurre la captura de electrones por los cationes en el cátodo (una reducción) y la liberación de electrones por los aniones en el ánodo (una oxidación). Historia Fue descubierta accidentalmente en 1800 por William Nicholson mientras estudiaba el funcionamiento de las baterías. Entre los años 1833 y 1836 el físico y químico inglés Michael Faraday desarrolló las leyes de la electrólisis que llevan su nombre y acuñó los términos. Proceso • Se aplica una corriente eléctrica continua mediante un par de electrodos conectados a una fuente de alimentación eléctrica y sumergidos en la disolución. El electrodo conectado al polo positivo se conoce como ánodo, y el conectado al negativo como cátodo. • Cada electrodo atrae a los iones de carga opuesta. Así, los iones negativos, o aniones, son atraídos y se desplazan hacia el ánodo (electrodo positivo), mientras que los iones positivos, o cationes, son atraídos y se desplazan hacia el cátodo (electrodo negativo). • La manera más fácil de recordar toda esta terminología es fijándose Animación sobre la electrólisis del agua. en la raíz griega de las palabras. Odos significa camino. Electrodo es el camino por el que van los electrones. Catha significa hacia abajo (catacumba, catástrofe). Cátodo es el camino por donde caen los electrones. Anas significa hacia arriba. Ánodo es el camino por el que ascienden los electrones. Ion significa caminante. Anión se dirige al ánodo y catión se dirige al cátodo. La nomenclatura se utiliza también en pilas. Una forma fácil también de recordar la terminología es teniendo en cuenta la primer letra de cada electrodo y asociarla al proceso que en él ocurre; es decir: en el ánodo se produce la oxidación (las dos palabras empiezan con vocales) y en el cátodo la reducción (las dos palabras comienzan con consonantes). • La energía necesaria para separar a los iones e incrementar su concentración en los electrodos es aportada por la fuente de alimentación eléctrica. • En los electrodos se produce una transferencia de electrones entre estos y los iones, produciéndose nuevas sustancias. Los iones negativos o aniones ceden electrones al ánodo (+) y los iones positivos o cationes toman electrones del cátodo (-). En definitiva lo que ocurre es una reacción de oxidación-reducción, donde la fuente de alimentación eléctrica se encarga de aportar la energía necesaria.
  4. 4. Electrólisis 2 Electrólisis del agua Si el agua no es destilada, la electrólisis no sólo separa el oxígeno y el hidrógeno, sino los demás componentes que estén presentes como sales, metales y algunos otros minerales (lo que hace que el agua conduzca la electricidad no es el puro H2O, sino que son los minerales. Si el agua estuviera destilada y fuera 100% pura, no tendría conductividad.) Es importante hacer varias consideraciones: • Nunca deben unirse los electrodos, ya que la corriente eléctrica no va a conseguir el proceso y la batería se sobrecalentará y quemará. • Debe utilizarse siempre corriente continua (energía de baterías o de adaptadores de corriente), nunca corriente alterna (energía del enchufe de la red). • La electrólisis debe hacerse de tal manera que los dos gases Diagrama simplificado del proceso de electrólisis. desprendidos no entren en contacto, de lo contrario producirían una mezcla peligrosamente explosiva (ya que el oxígeno y el hidrógeno resultantes se encuentran en proporción estequiométrica). • Una manera de producir agua otra vez, es mediante la exposición a un catalizador. El más común es el calor; otro es el platino en forma de lana fina o polvo. El segundo caso debe hacerse con mucho cuidado, incorporando cantidades pequeñas de hidrógeno en presencia de oxígeno y el catalizador, de manera que el hidrógeno se queme suavemente, produciendo una llama tenue. Lo contrario nunca debe hacerse. Electrolisis del ácido clorhídrico diluido • El ácido clorhídrico se ioniza dando un número igual de iones de cloruro. HCl → H+ + Cl - • Los iones del cloruro son atraídos hacia el ánodo y cada ion libera un electrón y se convierte en un átomo neutro. H+ + e → H • Se combinan dos átomos de cloro para formar una molécula. 2H → +2 Aplicaciones de la electrólisis • Producción de aluminio, litio, sodio, potasio y magnesio. • Producción de hidróxido de sodio, ácido clorídrico, clorato de sodio y clorato de potasio. • Producción de hidrógeno con múltiples usos en la industria: como combustible, en soldaduras, etc. Ver más en hidrógeno diatómico. • La electrólisis de una solución salina permite producir hipoclorito (cloro): este método se emplea para conseguir una cloración ecológica del agua de las piscinas. Hierro puro (99.97 %+), en pedacitos, refinado • La electrometalurgia es un proceso para separar el metal puro de electroliticamente. compuestos usando la electrólisis. Por ejemplo, el hidróxido de sodio es separado en sodio puro, oxígeno puro e hidrógeno puro. • La anodización es usada para proteger los metales de la corrosión.
  5. 5. Electrólisis 3 • La galvanoplastia, también usada para evitar la corrosión de metales, crea una película delgada de un metal menos corrosible sobre otro metal. Referencias [1] RAE: Diccionario de la Lengua Española (http:/ / lema. rae. es/ drae/ ?val=electrólisis) Consultado el 16 de marzo de 2011 Enlaces externos • Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre ElectrólisisCommons. Electrólisis del agua La electrólisis del agua es la descomposición de agua (H2O) en los gases oxígeno (O2) e hidrógeno (H2) por medio de una corriente eléctrica a través del agua. Este proceso electrolítico se usa raramente en aplicaciones industriales debido a que el hidrógeno puede ser producido a menor costo por medio de combustibles fósiles. Una fuente de energía eléctrica se conecta a dos electrodos, o dos platos (típicamente hechos de algún metal inerte como el platino o el acero inoxidable), los cuales son puestos en el agua. En una celda propiamente diseñada, el hidrógeno aparecerá en el cátodo (el Un voltámetro de Hoffman conectado a una electrodo negativamente cargado, donde los electrones son bombeados fuente de poder directa. al agua), y el oxígeno aparecerá en el ánodo (el electrodo positivamente cargado). El volumen de hidrógeno generado es el doble que el de oxígeno, y ambos son proporcionales al total de carga eléctrica que fue enviada por el agua. Sin embargo, en varias celdas las reacciones del lado competidor dominan, resultando en diferentes productos. La electrolisis de agua pura requiere una gran cantidad de energía extra en forma de sobrepotencial para romper varias barreras de activación. Sin esa energía extra la electrólisis de agua pura ocurre muy lentamente si es que logra suceder. Esto es en parte debido a la limitada autoionización del agua. El agua pura tiene una conductividad eléctrica alrededor de una millonésima parte de la del agua de mar. Varias celdas electrolíticas pueden no tener los electrocatalizadores requeridos. La eficacia de la electrólisis aumenta con la adición de un electrolito (como la sal, un ácido o una base) y el uso de electrocatalizadores. Enlaces externos • Electrólisis del agua en madrimasd.org (http://www.madrimasd.org/cienciaysociedad/taller/quimica/materia/ electrolisis/default.asp)
  6. 6. Michael Faraday 4 Michael Faraday Michael Faraday Fallecimiento 25 de agosto de 1867 (75 años) Residencia Reino Unido Nacionalidad británico Campo electromagnetismo, electroquímica Instituciones Royal Institution Conocido por Descubrimiento del benceno y de la inducción electromagnética (motor eléctrico) Firma Michael Faraday, FRS, (Newington, 22 de septiembre de 1791 - Londres, 25 de agosto de 1867) fue un físico y químico británico que estudió el electromagnetismo y la electroquímica. Fue discípulo del químico Humphry Davy, y ha sido conocido principalmente por su descubrimiento de la inducción electromagnética, que ha permitido la construcción de generadores y motores eléctricos, y de las leyes de la electrólisis, por lo que es considerado como el verdadero fundador del electromagnetismo y de la electroquímica. En 1831 trazó el campo magnético alrededor de un conductor por el que circula una corriente eléctrica (ya descubierta por Oersted), y ese mismo año descubrió la inducción electromagnética, demostró la inducción de una corriente eléctrica por otra, e introdujo el concepto de líneas de fuerza, para representar los campos magnéticos. Durante este mismo periodo, investigó sobre la electrólisis y descubrió las dos leyes fundamentales que llevan su nombre: • La masa de la sustancia liberada en una electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad que ha pasado a través del electrolito masa = equivalente electroquímico, por la intensidad y por el tiempo (m = c I t). • Las masas de distintas sustancias liberadas por la misma cantidad de electricidad son directamente proporcionales a sus pesos equivalentes. Con sus investigaciones se dio un paso fundamental en el desarrollo de la electricidad al establecer que el magnetismo produce electricidad a través del movimiento. Se denomina faradio (F), en honor a Michael Faraday, a la unidad de capacidad eléctrica del SI de unidades. Se define como la capacidad de un conductor tal que cargado con una carga de un culombio, adquiere un potencial electrostático de un voltio. Su símbolo es F.[1]
  7. 7. Michael Faraday 5 Primeros años Recibió escasa formación académica, entrando a los 13 años a trabajar de aprendiz con un encuadernador de Londres. Durante los 15 años que pasó allí leyó libros de temas científicos y realizó experimentos en el campo de la electricidad, desarrollando un agudo interés por la ciencia que ya no le abandonó. A pesar de ello prácticamente no sabía matemáticas, desconocía el cálculo diferencial pero en contrapartida tenía una habilidad sorprendente para trazar gráficos y diseñar experimentos. Carrera científica Realizó contribuciones en el campo de la electricidad. En 1821, después de que el químico danés Oersted, descubriera el electromagnetismo, Faraday construyó dos aparatos para producir lo que el llamó rotación electromagnética, en realidad, un motor eléctrico. Diez años más tarde, en 1831, comenzó sus más famosos experimentos con los que descubrió la inducción electromagnética, experimentos que aún hoy día son la base de la moderna tecnología electromagnética. Trabajando con la electricidad estática, demostró que la carga eléctrica se acumula en la superficie exterior del conductor eléctrico cargado, con independencia de lo que pudiera haber en su interior. Este efecto se emplea en el dispositivo denominado jaula de Faraday. En reconocimiento a sus importantes contribuciones, la unidad de capacidad eléctrica se denomina faradio. Bajo la dirección de Davy realizó sus primeras Investigaciones en el campo de la química. Un estudio sobre el cloro le llevó al descubrimiento de dos nuevos cloruros de carbono. También descubrió el benceno; investigó nuevas variedades de vidrio óptico y llevó a cabo con éxito una serie de experimentos de licuefacción de gases comunes. Faraday entró en la Real Sociedad de Londres en 1824 y al año siguiente fue nombrado director del laboratorio de la Institución Real. En 1833 sucedió a Davy como profesor de química en esta Institución. Dos años más tarde le fue concedida una pensión vitalicia de 300 libras anuales. En 1858 se le proporcionó una de las Casas de Gracia y Favor, de la reina Victoria, dónde murió nueve años más tarde, el 25 de agosto de 1867. Tiene una placa de homenaje en la Abadía de Westminster, cerca de la tumba de Isaac Newton, ya que rechazó ser enterrado allí, y está enterrado en la zona sandemania del Cementerio de Highgate, Londres, Inglaterra; ya que era ferviente miembro de la comunidad sandemania. Los seis Principios de Faraday De una obra de Isaac Watts titulada The Improvement of the Mind -La mejora de la mente-, leída a sus catorce años, Michael Faraday adquirió estos seis constantes principios de su disciplina científica: • Llevar siempre consigo un pequeño bloc con el fin de tomar notas en cualquier momento. • Mantener abundante correspondencia. • Tener colaboradores con el fin de intercambiar ideas. • Evitar las controversias. • Verificar todo lo que se dice. • No generalizar precipitadamente, hablar y escribir de la forma más precisa posible.
  8. 8. Michael Faraday 6 El efecto Faraday Faraday llevó a cabo este descubrimiento en 1845. Consiste en la desviación del plano de polarización de la luz como resultado de un campo magnético, al atravesar un material transparente como el vidrio. Se trataba del primer caso conocido de interacción entre el magnetismo y la luz. Referencias [1] Biografía de Michael Faraday (http:/ / www. astrocosmo. cl/ biografi/ b-m_faraday. htm) Astrocosmo.cl. [15-5-2008] Enlaces externos • Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Michael FaradayCommons. • Wikiquote alberga frases célebres de o sobre Michael Faraday. Wikiquote • Biografía y científico (http://www.rayos.info/pagina_nueva_6.htm)
  9. 9. Fuentes y contribuyentes del artículo 7 Fuentes y contribuyentes del artículo Electrólisis  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=59394825  Contribuyentes: .Sergio, Acratta, Agusysanti, Alannn96, Alberto5000, Alchemist-hp, Algarabia, Alhen, Alvaro qc, Andreasmperu, Angel GN, Anneus, Antonio cereceda, Antur, Aphex03, Baiji, Biasoli, Capucine8, Carmin, CleverChemist, Cobalttempest, Comae, Diegusjaimes, Dietrich, Dionisio, Dodo, ESTUDIANTE, Edc.Edc, Eduardosalg, El bart089, Foundling, Fradique, Gafotas, Galandil, Gerard armando, GermanX, Grachifan, Greek, Gusgus, HUB, Halfdrag, Henrik hastalamuerte, Hidoy kukyo, Humbefa, Humberto, Igacrack, Isha, Jaiber2495, Javierito92, Jcaraballo, Jfmelero, Jkbw, Jorge Itzi, Jorpcolombia, Kved, LORD FERRAN, Mafores, Maldoror, Maleiva, Manuelapitz, MarcoAurelio, Matdrodes, Mbarousse, Mion, Miss Manzana, Moriel, Mpeinadopa, Naye93, Netito777, Nicop, Nioger, OboeCrack, Ortisa, Ozarfreo, PACO, PeiT, Peter Kan Tropus, Petruss, Pólux, Queninosta, RoyFocker, Rpk, Sabbut, Saint, Saloca, Sanmanuelse, Sasquatch21, Sebrev, Stoni, SuperBraulio13, Taichi, Tarantino, Technopat, Teles, Tirithel, Togo, Tomatejc, Tosiani, Triku, Txo, User2811, Vlazeck, Vyperx1, XalD, Xexito, Youssefsan, ZrzlKing, Zyder, 478 ediciones anónimas Electrólisis del agua  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=59598666  Contribuyentes: Airiso, Cheveri, Dangelin5, Diegusjaimes, El bart089, Gallowolf, Jkbw, Lsg, Moritos chochis, Mpeinadopa, Nevit, Teamoitzel, 31 ediciones anónimas Michael Faraday  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=59554890  Contribuyentes: Acratta, Addicted00, Aeoris, Ahmed by, AldanaN, Angel GN, Antonorsi, Antón Francho, Baiji, Balderai, Banfield, Beto29, Ceancata, Cesaranieto, Chuck es dios, Chvsanchez, Cobalttempest, Copydays, DanFar, David0811, Ddurans, Diegusjaimes, Dodo, EL Willy, Ejrrjs, Ell fiide 69, Elliniká, Feliciano, Fernando Estel, Foundling, Gaudio, Gian Arauz, Giro sin Tornillos, Gohenegas, Guiselok, Götz, HUB, Hawking, Humberto, Icvav, Ingolll, Jarke, Jkbw, Joseaperez, Jsanchezes, Jynus, Laura Fiorucci, Leiro & Law, Magister Mathematicae, Marb, Matdrodes, Millars, Mistermiad, Moriel, Mushii, NaSz, Nachoseli, Neodimio, PACO, Pablo323, Pacoperez6, Pati, Paz.ar, Pelister, Pieter, Porao, Pudina13, Pólux, Ricardogpn, Roberpl, Royerpingo, Shalbat, Soulreaper, Tano4595, Technopat, Toolserver, UA31, Vitamine, Zeku, Zufs, Érico Júnior Wouters, 290 ediciones anónimas
  10. 10. Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes 8 Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes Archivo:Anim electrolysis of water.gif  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Anim_electrolysis_of_water.gif  Licencia: Creative Commons Attribution-Sharealike 2.5  Contribuyentes: Benrr101 (Ben Russell) Archivo:electrólisis.png  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Electrólisis.png  Licencia: desconocido  Contribuyentes: Original uploader was Mbarousse at es.wikipedia Archivo:Iron_electrolytic_and_1cm3_cube.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Iron_electrolytic_and_1cm3_cube.jpg  Licencia: Free Art License  Contribuyentes: Alchemist-hp (talk) ( www.pse-mendelejew.de) Archivo:Commons-logo.svg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Commons-logo.svg  Licencia: logo  Contribuyentes: SVG version was created by User:Grunt and cleaned up by 3247, based on the earlier PNG version, created by Reidab. Archivo:Elektrolyse1.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Elektrolyse1.jpg  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: User:Grimlock File:Electrolysis.svg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Electrolysis.svg  Licencia: desconocido  Contribuyentes: Nevit Dilmen (talk) Archivo:Michael-faraday3.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Michael-faraday3.jpg  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: Thomas Phillips Archivo:Michael Faraday signature.svg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Michael_Faraday_signature.svg  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: Michael Faraday Archivo:Spanish Wikiquote.SVG  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Spanish_Wikiquote.SVG  Licencia: logo  Contribuyentes: James.mcd.nz
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