Corriente de Migración y corriente de Difusión. Corriente de Migración y corriente de Difusión...
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Corriente de Migración y Corriente de Migración y corriente de Difusióncorriente de Difusión
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Corriente de Migración y corriente de Difusión
Cuando se establece un régimen estacionario, la velocidad total de electrólisis es igual a la velocidad de transporte de las sustancias electrolizadas
La velocidad total es la suma de las dos fracciones, una debida a la electrólisis de los iones transportados por migración y la otra debida a la electrólisis transportados por difusión:
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Corriente de Migración y corriente de Difusión
MD iii
Signo positivo de i si procede una oxidaciónSigno positivo de i si procede una oxidación
Signo negativo de i si procede una reducciónSigno negativo de i si procede una reducción
Esto mismo es aplicable a las corrientes de difusión y de migración
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MD iii
Corriente originada por el transporte por difusión
Corriente originada por el transporte por migración
MD iii
Los transportes van en sentido contrario
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En el caso de que las sustancias electrolizadas sean moléculas la corriente de migración iM será igual a cero.
En el seno de la disolución, la corriente i es En el seno de la disolución, la corriente i es igual a la cantidad de cargas desplazadas por igual a la cantidad de cargas desplazadas por unidad de tiempounidad de tiempo
La fracción de la corriente total, relativa a la migración en uno de los iones será:
i .
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i .
Donde Ƭ es el número de transporte de ese ion, es Donde Ƭ es el número de transporte de ese ion, es decir la fracción de cargas transportadas:decir la fracción de cargas transportadas:
iii c z c z.
z = carga del ion
c = concentración
ℓ = una constante denominada conductividad equivalente
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Si este ion es electrolizado, se puede deducir la corriente correspondiente a su electrolisis por migración iM.
El número de cargas desplazadas por este ion, El número de cargas desplazadas por este ion, viene dado por:viene dado por:
El número de iones desplazados por migración es:
i .q# d
zi .
iones# d
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Si n es el número de electrones que intervienen en la electrólisis de este ion, la parte de corriente de electrólisis iM debida al transporte del ion por migración será:
zi..n
iM
Si hay varios iones electrolizados simultáneamente entones la ecuación se transforma en:
z
i..niM
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Por otro lado, como la corriente
MD iii
zi..n
iM
y la corriente de migración es:
Podemos relacionar, ambas ecuaciones, y determinar así la corriente de difusión:
zi.
1iiD
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Ejemplo
Consideremos la electrólisis de ácido clorhídrico
Cl-
+ eCl21/2Anodo
Cátodo
H+ H21/2+ e
El número de transporte del ion HEl número de transporte del ion H++ y del ion Cl y del ion Cl--: :
ClH
H
ClClHH
HHH cc
c
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como:
ClH
4Experimentalmente se sabe que:
y nos queda:
HCl
1
entonces sustituimos este valor en la ecuación
HCl
1
51
Cl
54
H
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El numerador representa el desplazamiento por migración y el denominador del número de electrones totales cambiados en los electrodos
5 iones totales
Cátodo 5
1Cl
1 ion Cl- desplazándose por migración hacia el ánodo
4 iones H+ por migración hacia el cátodo
54
H Anodo
4 iones H+ desplazándose por migración hacia el cátodo
1 iones Cl- desplazándose por migración hacia el ánodo
5 iones totales
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Consideremos ahora que:
en el ánodo (Cl-):
MD iii
MD iii
415iD
significa que 4 iones Cl- llegan al ánodo por difusión
en el cátodo (H+):
115iD
significa que 1 ion H+ llega por difusión al cátodo
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Balance
5 Cl-
5/2 O2 + 5 e
en el ánodo
Reacción electroquímica
5/2 H2+ 5 e5 H+
en el cátodo
Reacción electroquímica
1 Cl-
migración
4 H+
4 Cl-
4 H+
1 Cl-
difusión difusión
1 H+
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El balance de Cl-:
1 Cl-
migración
4 H+
4 Cl-
4 H+
1 Cl-
difusión difusión
1 H+
5 Cl- desaparecen por electrólisis
1 Cl- llega por migración
4 Cl- llegan por difusión
en el ánodo
en el cátodo
1 Cl- migra desde el cátodo y 1 Cl- llega por difusión
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1 Cl-
migración
4 H+
4 Cl-
4 H+
1 Cl-
difusión difusión
1 H+El balance de H+:
en el cátodo5 H+ desaparecen por electrólisis
4 H+ llegan por migración
1 H+ llega por difusión
en el ánodo
4 H+ migran y 4 H+ llegan por difusión