La Electrólisis

Las reacciones redox espontáneas en las células voltaicas convierten la energía química en energía eléctrica. Alternativamente, la energía eléctrica externa impulsa reacciones redox no espontáneas en un proceso llamado electrólisis, que tiene lugar en una celda electrolítica. Una celda electrolítica tiene un ánodo para la oxidación y un cátodo para la reducción.

Sin embargo, a diferencia de la celda voltaica, donde el ánodo cargado negativamente es la fuente de electrones, la celda electrolítica tiene una fuente externa de electrones como una batería. La batería extrae electrones del ánodo conectado a su terminal positivo y conduce electrones hacia el cátodo, que está conectado a su terminal negativo. Por lo tanto, los electrones fluyen desde el terminal positivo al negativo de la fuente de alimentación externa.

La electrólisis se utiliza para separar compuestos iónicos en sus elementos constituyentes. En su estado fundido o acuoso, los iones constituyentes son libres de conducir la electricidad. Como el bromuro de potasio que se derrite a una temperatura de 734 grados Celsius.

Aquí, los iones de bromuro y potasio están presentes en su estado de oxidación más bajo o más alto, respectivamente. Con energía, los iones de bromuro se oxidan a gas bromo en el ánodo, y los iones de potasio se reducen a potasio sólido en el cátodo. En mezclas iónicas fundidas como el yoduro de sodio y el bromuro de potasio, los potenciales de los electrodos estándar se utilizan para predecir qué sustancia reaccionará.

Generalmente, los aniones con un potencial de electrodo más bajo se oxidan, y los cationes con un potencial de electrodo más positivo se reducen. Curiosamente, la electrólisis del bromuro de potasio acuoso produce diferentes productos a partir de sales fundidas debido a la posible electrólisis del agua. Por lo tanto, podrían producirse dos reacciones en cada electrodo;la oxidación de iones de bromuro o agua en el ánodo y la reducción de iones de potasio o agua en el cátodo.

Dado el potencial de electrodo más bajo, se favorece la oxidación de iones de bromuro a bromo, mientras que el potencial de electrodo más positivo del agua impulsa la reducción a gas hidrógeno. La estequiometría de las semirreacciones se puede utilizar para calcular la cantidad de sustancias producidas o consumidas durante la electrólisis. Por ejemplo, la electrólisis del bromuro de potasio fundido usa un electrón para formar un átomo de potasio.

Así, por cada mol de electrones o 96, 485 culombios de carga que pasan a través de la celda se produce un mol o casi 39 gramos de potasio sólido.