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Calculadora de las leyes de Faraday: masa depositada en una electrólisis

Calcula con las leyes de Faraday la masa de metal depositada o de gas liberado a partir de la corriente y el tiempo, o el tiempo necesario para una masa, con eficiencia y volumen de gas.

Calcular

Especie

Masa molar (personalizada)

Electrones por unidad fórmula (personalizada)

Corriente

Tiempo (modo masa)

Masa objetivo (modo tiempo)

Eficiencia de corriente

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Cómo funciona

m = (I·t ÷ F) × (M ÷ z) × eficiencia · F = 96,485 C/mol · t = m·z·F ÷ (I·M·η)

Faraday descubrió que la masa que se produce en un electrodo es proporcional a la carga que circula y a la masa molar dividida entre los electrones que necesita cada ion: un faraday (96,485 C) deposita un equivalente. Por eso el recubrimiento electrolítico y la refinación de metales son totalmente predecibles: 1 A durante 1 hora deposita 1.19 g de cobre o 4.02 g de plata. En las celdas reales la eficiencia de corriente es menor al 100%, porque reacciones secundarias (como el desprendimiento de hidrógeno) consumen parte de la carga.

Ejemplo resuelto

Luis cobriza una pieza con 5 A durante 60 minutos: Q = 5 × 3,600 = 18,000 C, que son 18,000 ÷ 96,485 = 0.1866 mol de electrones. El cobre necesita 2 electrones por ion (z = 2), así que se depositan 0.0933 mol × 63.55 g/mol ≈ 5.93 g con 100% de eficiencia. A 3 V, eso consume 15 Wh.

Preguntas frecuentes

¿Cuántos electrones se necesitan en la electrólisis del agua?

2 por cada H₂ y 4 por cada O₂, así que el hidrógeno se produce al doble de velocidad molar que el oxígeno.

¿Por qué producir aluminio gasta tanta energía?

Porque cada átomo de un metal ligero necesita tres electrones: 1 kg (unos 37 mol) requiere 3 × 96,485 × 37 ≈ 10.7 millones de coulombs, que a 4 V son alrededor de 12 kWh.

¿Qué es la constante de Faraday?

Es la carga de un mol de electrones: 96,485 C/mol. Resulta de multiplicar la carga del electrón por el número de Avogadro.

¿Qué significa la eficiencia de corriente?

El porcentaje de la carga que realmente produce la sustancia deseada. Si es del 90%, obtienes el 90% de la masa teórica, porque el resto de los electrones se va en reacciones secundarias.

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