Electrolisis

La electrolisis o electrólisis consiste en hacer pasar una corriente eléctrica por una disolución para producir una reacción química redox no espontánea. El dispositivo consta de las siguientes partes: Cuba o celda electrolítica: recipiente en el que se introduce la disolución o electrolito fundido. Fuente de corriente continua: inserta electrones por el polo negativo y los absorbe por el positivo. Dos electrodos sumergidos en el electrolito y conectados cada uno a un polo de la fuente de alimentación.  Diferencias entre una pila y una celda electrolítica: Pila voltaica / Celda electroquímica Celda electrolítica Produce energía eléctrica a partir de una reacción redox Produce una reacción redox a partir de energía eléctrica Dos electrolitos Un electrolito Reacción espontánea (libera energía) → ΔG < 0 Reacción no espontánea (absorbe energía) → ΔG > 0 Ánodo Oxidación Polo negativo (-) Ánodo Oxidación Polo positivo (+) Cátodo Reducción Polo positivo (+) Cátodo Reducción Polo negativo (-) Celda de Down (electrólisis de NaCl fundido) Se utiliza para obtener sodio a partir de un electrolito de NaCl fundido (808 ºC) que se descompone en sus iones Na+ y Cl-. Reducción (cátodo -):           2 Na+(l) + 2e- → 2 Na (l)                           E°pila = - 2,71 V Oxidación (ánodo +):                       2 Cl-(l) → Cl2(g) + 2e-                    E°pila = - 1,36 V Proceso global:               2 Na+(l) + 2 Cl-(l) → 2 Na (l) + Cl2(g)             E°pila = -4,07 V Electrolisis del agua El agua pura tiene una baja conductividad, pero añadiendo una una pequeña cantidad de ácido sulfúrico H2SO4, o de hidróxido de sodio NaOH, se produce la electrolisis: Reducción (cátodo -):            4 H+(aq) + 4e- → 2 H2(g) Oxidación (ánodo +):           2 H2O(l)           → O2(g) + 4 H+(aq) + 4e- Proceso global:                                2 H2O(l) → 2 H2(g) + O2(g) Se observa que el volumen de hidrógeno que burbujea en el cátodo es el doble que el producido de oxígeno en el ánodo. Electrolisis de la sal NaCl en disolución acuosa Reducción (cátodo -):            2 H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2 OH- (aq)       E°1 = - 0,83 V Oxidación (ánodo +):                         2 Cl-(l) → Cl2(g) + 2e-                   E°2 = - 1,36 V Proceso global:                 2 Na+(l) + 2 Cl-(l) → 2 Na (l) + Cl2(g)           E° = -4,07 V Electrolisis de la sal CuSO4 en disolución acuosa Reducción (cátodo -):         2 Cu2+(aq) + 4e- → 2 Cu (s)                           E°1 = + 0,34 V Oxidación (ánodo +):                      2 H2O (l) → O2(g) + 4 H+(aq) + 4e-   E°2 = - 1,23 V Proceso global:                                2 H2O(l) → 2 H2(g) + O2(g)               E° =  - 0,89 V Curso: Química 2º Bachillerato