T7: Equilibrios redox · Electrólisis — QUIMICA PEvAU Andalucía 2025

Electrólisis

Teoría

2025 · Extraordinaria · Reserva

Se pasa una corriente eléctrica continua a través de $\ce{NaBr}$ fundido para generar $\ce{Na}$ y $\ce{Br2}$

a) Escriba y ajuste las semirreacciones que tienen lugar en el ánodo y en el cátodo.b) Indique qué signo tendrá el potencial de la celda, razonando la respuesta.c) Explique la razón por la cual el

\ce{NaBr}

debe estar fundido.d) Razone en qué sentido fluirán los electrones por el hilo conductor externo que une el cátodo y el ánodo.

ElectrólisisRedox

Electrólisis de bromuro de sodio fundido

a) En una celda electrolítica, el proceso de oxidación tiene lugar en el ánodo, mientras que el proceso de reducción ocurre en el cátodo. Las semirreacciones ajustadas son las siguientes:

\text{Ánodo (oxidación): } \ce{2 Br- (l) -> Br2 (g) + 2 e-}

\text{Cátodo (reducción): } \ce{Na+ (l) + e- -> Na (l)}

b) El signo del potencial de la celda será negativo (

E_{celda} < 0

). La electrólisis es un proceso químico no espontáneo que requiere el aporte de trabajo eléctrico externo para producirse, lo que implica que la variación de energía libre de Gibbs es positiva (

\Delta G > 0

). Puesto que existe una relación directa expresada por la ecuación

\Delta G = -n \cdot F \cdot E_{celda}

, un valor de

\Delta G

positivo conlleva necesariamente un potencial de celda negativo.c) El

\ce{NaBr}

debe estar fundido para permitir la movilidad de los iones. En estado sólido, el bromuro de sodio forma una red cristalina iónica donde los cationes

\ce{Na+}

y los aniones

\ce{Br-}

ocupan posiciones fijas y no pueden desplazarse. Al fundir la sal, la energía térmica vence las fuerzas electrostáticas de la red, permitiendo que los iones se muevan libremente hacia los electrodos correspondientes para que se produzcan las reacciones redox y se cierre el circuito eléctrico.d) Por el hilo conductor externo, los electrones fluyen siempre desde el ánodo hacia el cátodo. Los electrones son liberados en el ánodo durante la oxidación de los aniones bromuro, pasan a través del generador de corriente continua y son conducidos hacia el cátodo, donde son consumidos por los cationes sodio para su reducción a sodio metálico.