¿Qué es la calculadora de masa por electrólisis de Faraday?
Esta herramienta aplica las leyes de la electrólisis de Faraday para predecir cuánta cantidad de una sustancia se deposita en un electrodo (o se libera en forma de gas) cuando una corriente eléctrica atraviesa un electrolito. Se basa en principios universales de física y química —válidos en cualquier lugar— y se utiliza ampliamente en galvanoplastia, refinado de metales, electroobtención y en los ejercicios de electroquímica de bachillerato y universidad.
La fórmula, paso a paso
La masa obtenida viene dada por:
$$m = \frac{\text{Current (A)} \cdot \text{Time (s)} \cdot \text{Molar Mass}}{\text{Electrons (n)} \cdot 96485}$$
donde \(I\) es la corriente en amperios, \(t\) es el tiempo en segundos, \(M\) es la masa molar de la sustancia en g/mol, \(n\) es el número de electrones transferidos por ion (el cambio en el número de oxidación) y \(F\) es la constante de Faraday, 96.485 C/mol. El producto \(I \cdot t\) es la carga total \(Q\) en culombios. Al dividir \(Q\) entre \((n \cdot F)\) se obtienen los moles de sustancia, y al multiplicar por \(M\) se convierte a gramos.
Cómo utilizarla
Introduce la corriente, la duración en segundos, la masa molar del elemento que se deposita y el número de electrones de su semirreacción. Por ejemplo, el cobre se deposita según Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu, por lo que \(n = 2\); la plata según Ag⁺ + e⁻ → Ag, por lo que \(n = 1\).
Ejemplo resuelto
Electrodeposición de cobre (\(M = 63{,}55\) g/mol, \(n = 2\)) con una corriente de 2 A durante 1 hora (3600 s): \(Q = 2 \times 3600 = 7200\) C. Moles \(= 7200 / (2 \times 96485) = 0{,}03731\) mol. Masa \(= 0{,}03731 \times 63{,}55 \approx 2{,}371\) g de cobre.
Preguntas frecuentes
¿Qué es n? Es el número de electrones ganados o perdidos por cada ion en la semirreacción correspondiente, igual al valor absoluto del cambio en el número de oxidación.
¿Funciona también con gases? Sí. Para el hidrógeno (2H⁺ + 2e⁻ → H₂) usa \(M = 2\) g/mol y \(n = 2\) para obtener la masa de H₂; si lo necesitas, conviértela en volumen con la ley de los gases ideales.
¿Y si mi tiempo está en minutos o en horas? Conviértelo primero a segundos (multiplica los minutos por 60 y las horas por 3600), ya que la constante de Faraday emplea culombios = amperios · segundos.
