Mapa mental: Mapa Mental de la Electrólisis

Explorar

Mapa mental: Mapa Mental de la Electrólisis · Formatom

Mapa Mental de la Electrólisis

Contenido del mapa

Electrólisis — Usar electricidad para forzar una reacción que no ocurre sola.
- ¿Qué es? — Romper con electricidad para separar o transformar sustancias.
  - Reacción forzada — No ocurre sola, necesita energía eléctrica externa.
  - Es redox — Un ion pierde electrones y otro los gana.
  - AN-OX CAT-RED — Ánodo oxida, cátodo reduce. Truco para no confundirse.
- Celda electrolítica — Equipo con líquido conductor, electrodos y batería.
  - Electrolito — Líquido con iones libres que conduce la electricidad.
  - Ánodo (+) — Polo positivo. Atrae aniones y allí se oxidan.
  - Cátodo (-) — Polo negativo. Atrae cationes y allí se reducen.
  - Batería — Fuente que empuja los electrones por el circuito.
- ¿Cómo funciona? — Los iones viajan y cambian electrones en los electrodos.
  - Migración — Aniones van al ánodo, cationes van al cátodo.
  - Oxidación — En ánodo: 2Cl- se vuelve Cl2 más 2e-.
  - Reducción — En cátodo: Cu2+ más 2e- se vuelve Cu.
- Productos — Depende si hay agua o no.
  - Sin agua — Sal fundida. Caso fácil sin competencia.
    - Cátodo: metal — El catión se vuelve metal. Ejemplo: Na+ a Na.
    - Ánodo: no metal — El anión se vuelve no metal. Ejemplo: 2Cl- a Cl2.
  - Con agua — Solución acuosa. El agua compite por reaccionar.
    - Cátodo: H2 o metal — Si el metal es muy activo sale H2, si es poco activo sale metal.
    - Ánodo: Cl2 u O2 — Si hay Cl- concentrado sale Cl2, si no sale O2 del agua.
    - Caso agua — 2H2O da 2H2 en cátodo y 1O2 en ánodo.
- Cantidad: Faraday — La carga eléctrica manda cuánto producto sale.
  - Carga Q = I·t — Corriente en amperios por tiempo en segundos.
  - Moles de electrones — n e- = Q / 96500. Un mol lleva 96500 C.
  - Fórmula de masa — m = M·I·t / n·F. n es electrones por ion.
- Usos reales — Para obtener, purificar y recubrir metales.
  - Obtener metales — Aluminio, sodio y magnesio desde sales fundidas.
  - Purificar cobre — Cobre sucio se disuelve y cobre puro se deposita.
  - Galvanizado — Cubre metal barato con cromo, plata u oro.
  - Fabricar químicos — Produce H2, O2, Cl2 y NaOH útiles.

La electrólisis es el proceso en el que una corriente eléctrica continua provoca una reacción de óxido-reducción no espontánea. Tú aportas energía eléctrica y obtienes sustancias separadas o transformadas. Es como empujar un carrito cuesta arriba: solo no sube, pero con tu fuerza sí.

Ocurre en una celda electrolítica formada por electrolito, electrodos y fuente de poder. El electrolito es un líquido con iones libres que conduce la electricidad. Los electrodos son la entrada y salida de electrones: el ánodo positivo atrae aniones y allí ocurre la oxidación, el cátodo negativo atrae cationes y allí ocurre la reducción. La regla AN-OX y CAT-RED ayuda a recordarlo.

Los productos dependen de si hay agua o no. En una sal fundida sin agua no hay competencia: en el cátodo el catión se vuelve metal y en el ánodo el anión se vuelve no metal. En solución acuosa el agua compite: en el cátodo sale hidrógeno si el metal es muy activo como sodio o aluminio, y sale metal si es poco activo como cobre o plata; en el ánodo sale halógeno si el anión está concentrado, y si no sale oxígeno. En la electrólisis del agua se obtienen 2 volúmenes de hidrógeno por cada 1 de oxígeno.

La cantidad de producto la determina la carga total Q = I por t, donde I es la corriente en amperios y t el tiempo en segundos. Un mol de electrones lleva 96500 culombios, la constante de Faraday. Con eso se calcula la masa depositada con m = M por I por t dividido entre n por F, donde M es la masa molar y n los electrones por ion. Esta ley permite obtener metales como el aluminio, purificar cobre, hacer galvanizado para recubrir objetos y fabricar hidrógeno, oxígeno, cloro e hidróxido de sodio.