En agua destilada una bombilla apenas se enciende, pero al disolver sal se ilumina. Al disolverse en agua, la sal se separa en partículas con carga eléctrica: los iones.
Un átomo que pierde electrones se convierte en un ion positivo (catión), y uno que gana electrones, en un ion negativo (anión); una sustancia que se separa en iones al disolverse en agua es un electrolito.
Al aplicar un voltaje en el esquema, los cationes se dirigen al electrodo negativo y los aniones al positivo; cuanto mayor es el voltaje, más iones se mueven y más deprisa.
Al llegar a un electrodo, los iones ganan o pierden electrones y se convierten en otras sustancias; separar sustancias así con una corriente eléctrica es la electrólisis.
¿Qué son los iones?
⚡ Átomos que han perdido o ganado electrones
①Un átomo que pierde electrones se convierte en un catión con carga positiva, p. ej. Na → Na⁺ + e⁻
②Un átomo que gana electrones se convierte en un anión con carga negativa, p. ej. Cl + e⁻ → Cl⁻
③Como tienen carga, con un voltaje los iones se mueven hacia el electrodo de carga contraria
④El movimiento de los iones es la forma en que circula la corriente por una disolución
Electrólisis
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Cationes y aniones que se mueven hacia electrodos opuestos al aplicar un voltaje a una disolución de electrolito
6 V
🔬 Cómo funciona la electrólisis
①Se introducen dos electrodos en una disolución de electrolito y se aplica un voltaje
②Los cationes (+) van al electrodo negativo y ganan electrones (reducción)
③Los aniones (−) van al electrodo positivo y pierden electrones (oxidación)
④Ejemplo: al electrolizar una disolución de cloruro de cobre(II), el electrodo negativo se cubre de cobre rojizo y en el positivo se desprende cloro
⑤Con más voltaje la corriente es mayor y la reacción, más rápida
Electrolitos y no electrolitos
💧 Sustancias cuyas disoluciones conducen
①Electrolitos: en agua se separan en iones y la disolución conduce; cloruro de sodio, cloruro de cobre(II), ácido clorhídrico
②No electrolitos: en agua no forman iones y la disolución no conduce; azúcar, etanol
③El agua pura tiene muy pocos iones y apenas conduce
④La sal sólida no conduce porque sus iones no pueden moverse; al disolverla, sí
Resumen
Cómo se forman los iones
Catión: pierde electrones (+) / anión: gana electrones (−)
Se hace pasar corriente por una disolución de electrolito para descomponer sustancias
🎯 Lo que suele preguntarse en el examen
①Los cationes (+) van al electrodo negativo
②Los aniones (−) van al electrodo positivo
③Un electrolito es una sustancia que se separa en iones en el agua
④En el electrodo negativo se ganan electrones (reducción) y en el positivo se pierden (oxidación)
⑤Electrólisis del agua: hidrógeno en el negativo y oxígeno en el positivo, en proporción de volumen 2 : 1
Ejemplos y evaluación
Ejemplo 1
Cuando los átomos de sodio (Na) y de cloro (Cl) se convierten en iones, ¿cada uno pierde o gana electrones? Escribe las ecuaciones de los iones que se forman.
1
El sodio pierde un electrón y se convierte en catión: Na → Na⁺ + e⁻.
2
El cloro gana un electrón y se convierte en anión: Cl + e⁻ → Cl⁻.
▸ Na → Na⁺ + e⁻ (catión); Cl + e⁻ → Cl⁻ (anión)
El cloro toma el electrón que cede el sodio; se forman Na⁺ y Cl⁻, que se atraen y forman la sal (cloruro de sodio).
Ejemplo 2
Al electrolizar agua, ¿qué gas se forma en cada electrodo y en qué proporción de volumen?
1
En el electrodo negativo se forma hidrógeno y en el positivo, oxígeno.
2
La molécula de agua, H₂O, tiene el doble de átomos de hidrógeno que de oxígeno, así que hidrógeno : oxígeno es 2 : 1 en volumen.
▸ Hidrógeno en el negativo y oxígeno en el positivo; proporción hidrógeno : oxígeno = 2 : 1
El agua pura apenas conduce, así que antes del experimento se disuelve un poco de hidróxido de sodio para que pase la corriente.
Evaluación de unidad
¿Cuál afirmación sobre los iones y la electrólisis es correcta?
①Cuando un átomo pierde un electrón se vuelve un anión
②En la electrólisis los cationes van al ánodo
③Un electrolito se disuelve en agua, se separa en iones y deja pasar la corriente
④El agua azucarada es un electrolito que conduce bien la corriente
⑤Electrolizar agua da una proporción de volúmenes hidrógeno : oxígeno de 1 : 2
▸ ③ Un electrolito se disuelve en agua, se separa en iones y deja pasar la corriente
1
Perder un electrón forma un catión (① falso), y en la electrólisis los cationes van al cátodo (② falso).
2
El agua azucarada es un no electrolito que no forma iones (④ falso) y electrolizar agua da hidrógeno : oxígeno = 2 : 1 (⑤ falso); un electrolito se disuelve en agua, se separa en iones y deja pasar la corriente (③ correcto).