QUÍMICA DE 2º DE BACHILLERATO
 
Reacciones de transferencia de electrones
 
 
Introducción
Ajuste en medio ácido
Ajuste en medio básico
Pilas
Electrolisis
 
     
  Electrolisis  
     
  La electrolisis transforma la energía eléctrica en energía química; es, por tanto, el proceso contrario al que tiene lugar en una célula galvánica.  
     
  En la electrolisis una corriente eléctrica producida por una fuente externa consigue que se produzca una reacción química que no tiene lugar espontáneamente.  
     
  El proceso de la electrolisis se desarrolla en unos dispositivos que se denominan cubas electrolíticas. Una cuba electrolítica es un recipiente que contiene un electrolito en el que se introducen dos electrodos que se conectan a una fuente de corriente continua.  
     
 
electrolisis
Al conectar la batería a los electrodos, tienen lugar semirreacciones de oxidación-reducción semejantes a las que ocurren en las células galvánicas; en el ánodo se produce una oxidación y en el cátodo una reducción.
 
 
En una cuba electrolítica, el ánodo es el polo positivo y el cátodo el polo negativo, al contrario que en las células galvánicas.
 
Para que tenga lugar la electrolisis es necesario establecer una diferencia de potencial entre sus electrodos, que sea, como mínimo, igual a la fuerza electromotriz de la pila que funcionase con los mismos iones.

Las semirreacciones que se producen en los electrodos de la cuba electrolítica de la figura son:

Zn2+ + 2 e- Zn

Cu Cu2+ + 2 e-

Cátodo

Ánodo

  Aplicaciones de la electrolisis  
     
 
La electrolisis tiene múltiples aplicaciones en la industria. Obtención de muchos elementos, como el aluminio, el hidrógeno, el magnesio, etc. Se utiliza también para recubrir objetos metálicos con capas de otros metales, con fines decorativos (plateado, niquelado, dorado) o como protección frente a la corrosión.
 
     
  Electrolisis del cloruro de sodio fundido y del cloruro de sodio disuelto  
     
  Las sales fundidas tienen sus iones libres. Si en la cuba se pone NaCl fundido, al pasar la corriente eléctrica los iones Cl- se dirigen al ánodo, oxidándose, y los iones Na+ se reducen en el cátodo.  
 
Electrolisis del cloruro de sodio fundido

Cl- 1/2 Cl2 + 1 e-

Na+ + 1 e- Na

ánodo (+)

cátodo (-)

 
 
Se obtiene cloro gaseoso y sodio metálico, es la forma de obtener estos dos elementos en la industria más utilizada.
 
Si en lugar de NaCl fundido, se pone en la cuba cloruro de sodio disuelto en agua, en cada electrodo hay dos posibles reacciones:
 
Ánodo

Cl- 1/2 Cl2 + 1 e-

H2O 1/2 O2 + 2H+ + 2e-

Eº = -1,36 V

Eº = -1,23 V

 
El ion cloruro tiene mayor tendencia a oxidarse que el agua, luego será esta la reacción que ocurra.
 
Cátodo

Na+ + 1 e- Na

H+ + 1 e- 1/2 H2

Eº = -2,71 V

Eº = 0,0 V

 
  El protón tiene mayor tendencia a reducirse que el ion sodio, luego será este el que se reduzca. El resultado de la electrolisis es la obtención de cloro gas en el ánodo y de hidrógeno gas en el cátodo.  
     
  Electrolisis del agua  
     
  Por electrolisis el agua se descompone en hidrógeno y oxígeno. Para realizar la electrolisis se suele añadir al agua una pequeña cantidad de ácido sulfúrico para aumentar su conductividad.  
  Los procesos que tienen lugar son:  
 

H2O 1/2 O2 + 2H+ + 2e-

2 H+ + 2 e- H2

Ánodo (+)

Cátodo (-)

 
  En el proceso se obtiene el doble de hidrógeno que de oxígeno.  
     
 
H2O 1/2 O2 + H2
 
     
   
     
  En el siguiente vídeo se muestra la electrolisis de una sal disuelta.  
     
   
     
 
2 KI (ac) + 2 H2O I2 + H2 + 2 KOH
 
     
  Formula las semirreacciones que tienen lugar en el ánodo y en el cátodo de esta cuba electrolítica.  
     
  La siguiente simulación permite realizar diversas electrolisis.  
     
 
 
     
     
 
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Belén Rico. Profesora del Departamento de Física y Química del IES Isidra de Guzmán