Leyes de Faraday de la Electrólisis → → Leyes de Faraday Leyes de Faraday: Las Leyes de Faraday o Leyes de la Electrólisis son fórmulas que expresan de manera cuantitativa las cantidades depositadas en los electrodos, Estas leyes fueron enunciadas por Michael Faraday en 1834.1ª Ley de Faraday de la Electrólisis : La cantidad de masa depositada en un electrodo es proporcional a la cantidad de electricidad que ha circulado por el electrodo:
masa desprendida = k (constante) · Q = k · I · t
donde Q es la carga en culombios, I la intensidad en amperios y t el tiempo en segundos 2ª Ley de Faraday de la Electrólisis : La cantidad de masa depositada de un elemento en un electrodo es proporcional a su peso equivalente (peso atómico dividido entre su número de oxidación):
masa desprendida = k (constante) · peso atómico / nº oxidación
3ª Ley de Faraday de la Electrólisis : La cantidad de electricidad que es necesaria para que se deposite 1 equivalente gramo de un elemento es F = 96500 culombios (constante de Faraday). Como 1 equivalente gramo es igual al peso atómico / nº de oxidación en gramos:
masa desprendida = I · t · (peso atómico / nº de oxidación) / 96500
donde I es la intensidad en amperios y t el tiempo en segundos. Ejercicios Resueltos de las Leyes de Faraday: En una electrólisis de 3 disoluciones de CuCl 2, NaCl y FeCl 3, calcular la cantidad de cobre, sodio e hierro que se depositan en los electrodos por el paso de una corriente de 3 Amperios durante 5 minutos,
CuCl 2 → Cu +2 + 2 Cl – NaCl → Na + + Cl – FeCl 3 → Fe + 3 + 3 Cl –
Aplicando la fórmula de la 3ª Ley de Faraday de la Electrólisis obtenemos las masas depositadas en los electrodos negativos (cátodos):
masa depositada de cobre = / 96500 = 0,3 gramos masa depositada de sodio = / 96500 = 0,21 gramos masa depositada de hierro = / 96500 = 0,17 gramos
versión 1 (02/09/2015) : Leyes de Faraday de la Electrólisis
¿Qué dice la ley de Faraday sobre la inducción electromagnética?
Utilizada en generadores y en motores eléctricos, la inducción electromagnética explica cómo un campo magnético cambiante puede producir una corriente eléctrica y, a la inversa, cómo una corriente eléctrica genera un campo magnético a su alrededor. La aplicación más común de la inducción electromagnética es la generación de electricidad, cuando una bobina de material conductor, generalmente de cobre, se mueve en presencia de un campo magnético producido por ejemplo por un imán.
Las líneas del campo magnético del imán hacen que fluyan los electrones en el cable de la bobina. El responsable de este descubrimiento científico fue Michael Faraday, Faraday, un físico y químico inglés nacido en 1791, hizo importantes contribuciones en el campo de la química, pero es especialmente conocido por la Ley de Faraday, relacionada con la electricidad y el magnetismo.
De procedencia humilde, fue inicialmente ayudante de un importante científico de su época, Humphry Davy, a quien llegó a eclipsar por la trascendencia de sus aportaciones. El gran descubrimiento de Faraday sucedió en 1831 al comprobar que se puede generar una corriente eléctrica cuando se modifica un campo magnético,
Faraday se inspiró en los hallazgos de Oersted en 1820, quien mostró cómo el paso de la corriente eléctrica por un conductor creaba un campo magnético a su alrededor. Faraday intentó reproducir el experimento al revés, es decir, utilizando un imán para producir una corriente eléctrica. Sin embargo, solo consiguió su objetivo cuando hizo girar una espira de cobre en presencia de un imán, descubriendo un procedimiento para generar corriente eléctrica.
Efectivamente, el flujo magnético que atraviesa al anillo de cobre varía según va girando la espira, pasando de un flujo máximo en la situación de la figura a un flujo mínimo en caso de que la espira gire 90°. Esta variación del flujo magnético es lo que produce la aparición de una tensión eléctrica inducida en la espira y por tanto la circulación de una corriente eléctrica si se conecta un receptor entre sus bornes. El descubrimiento de Faraday fue esencial para el comienzo de la producción de corriente eléctrica alterna y el transporte de electricidad hacia finales del siglo XIX, y por tanto para la electrificación de la economía y de la sociedad. Faraday también contribuyó con notables hallazgos en el campo de la química, entre otros la electrólisis.
¿Cómo se define la ley de Faraday y cómo se aplica?
Dos fenómenos – La ley de Faraday es una ecuación que descibe dos fenómenos diferentes: la fem de movimiento generada por una fuerza magnética en un conductor que se desplaza (véasde la Fuerza de Lorentz ), y la fem transformada generada por una fuerza eléctrica a causa de un campo magnético variable (descrito por la ecuación de Maxwell–Faraday ).
James Clerk Maxwell llamó la atención sobre este hecho en su trabajo de 1861 titulado On Physical Lines of Force, En la última mitad de la Parte II de ese artículo, Maxwell da una explicación física separada para cada uno de los dos fenómenos. Una referencia sobre estos dos aspectos de la inducción electromagnética se encuentra en algunos libros modernos.
Según lo expresa Richard Feynman : La “regla del flujo” que la fem en un circuito es igual a la tasa de cambio del flujo magnético a través del circuito se aplica tanto si el flujo cambia porque el campo cambia o si lo hace porque el circuito se desplaza (o ambos),
Sin embargo en nuestra explicación de la regla hemos utilizado dos leyes completamente distintas para los dos casos – v × B para el caso en que “se mueve el circuito” y ∇ × E = −∂ t B para el caso en que “cambia el campo”. No conocemos otro caso en la física en que un principio general tan simple y preciso requiere para su comprensión cabal un análisis en función de dos fenómenos diferentes,
Richard P. Feynman, The Feynman Lectures on Physics
¿Cómo aplicar la primera ley de Faraday?
Reacciones de transferencia de electrones Faraday en el siglo XIX, estudió experimentalmente la electrolisis llegando a la conclusión de que la cantidad de sustancia que se oxida o se reduce en cada electrodo es directamente proporcional a la cantidad de electricidad que pasa a través de la disolución electrolítica Esta conclusión se formula en dos leyes que se conocen como leyes de Faraday.1ª Ley de Faraday La masa de sustancia que se deposita o se libera en un electrodo es directamente proporcional a la cantidad de corriente eléctrica que circula por el electrolito.2ª Ley de Faraday Para una misma cantidad de electricidad, la masa depositada o liberada es proporcional a su masa atómica y al número de electrones intercambiados en cada semirreacción.
M (g) = M, Q n º e -,96500 m = Masa de sustancia depositada o liberada (g) M = Masa atómica Q = Carga que circula por la cuba (C) Q = I, t (I, intensidad de la corriente en A; t, tiempo que dura el paso de la corriente en s) nº e – = Número de electrones intercambiados 96500 = Constante de Faraday, carga transportada por un mol de electrones (F) C/mol Ejemplo.
Se realiza la electrólisis de un disolución de tricloruro de hierro, haciendo pasar una corriente de 10 A durante 3 horas. Calcula la cantidad de hierro depositado en el cátodo. Masa atómica del Fe = 55,8 u. El hierro se deposita en el cátodo. Fe 3+ + 3 e – → Fe m (Fe) = M Fe,
¿Cuántas leyes de Faraday existen?
Podemos decir que el fenómeno de inducción electromagnética se rige por dos leyes:. La ley de Lenz: cualitativa, que nos da el sentido de la corriente inducida. La ley de Faraday-Henry: cuantitativa, que nos da el valor de la corriente inducida.
¿Qué se obtiene por electrólisis?
Proceso de la electrólisis – En este proceso, se aplica corriente eléctrica continua a través de unos electrodos sumergidos en una disolución y conectados a una fuente de alimentación. El electrodo del polo positivo es conocido como ánodo y el del negativo como cátodo.
Cada uno de estos electrodos atrae a iones diferentes. Los iones negativos, aniones, se sentirán atraídos por el ánodo, en cambio, los positivos, o cationes, lo harán por el cátodo. En estos electrodos se produce una transferencia de electrones y se producen nuevas sustancias. En resumen, lo que ocurre es una reacción de oxidación-reducción.
Esta técnica es empleada en numerosos campos, sobre todo en la obtención de elementos y compuesto químicos. Con la electrometalurgia, se produce aluminio, sodio, potasio, magnesio mediante electrólisis en procesos industriales. El hidrógeno también puede ser obtenido por electrólisis y ser usado como combustible.
¿Qué es la electrólisis ejemplos?
Ejemplos de electrólisis Electrólisis del agua (2H2O): de donde se produce hidrógeno (2H2) y oxígeno (O2). Electrólisis del cloruro de sodio (2NaCl): de donde se obtiene sodio (2Na) y cloro (Cl2). Electrólisis del cloruro de sodio acuoso (NaCl + H2O): resultando en hidróxido de sodio (NaOH) y ácido clorhídrico (HCl).
¿Que ácido se usa para electrólisis?
El ácido sulfúrico o cloruro sádico funcionan como catalizador de la reacción, es decir, acelera el proceso de desprendimiento.