Calcular la masa depositada en una electrólisis (leyes de Faraday)

Elige lo que se deposita o se desprende y escribe dos de los tres datos (masa, intensidad, tiempo): se calcula el tercero. En la otra pestaña, dos cubas en serie.

En resumen

La masa que se deposita en una electrólisis es m = I · t · M / (n · F): intensidad (A) por tiempo (s) por masa molar, entre los electrones de la semirreacción y la constante de Faraday (96 485 C/mol).

Con 2 A durante 30 min en una disolución de Cu²⁺: m = 2 · 1800 · 63,546 / (2 · 96 485) = 1,19 g de cobre.

Las leyes de Faraday

  1. Primera ley: la masa que se deposita es proporcional a la carga que pasa, Q = I · t.
  2. Segunda ley: con la misma carga, las masas de distintas sustancias son proporcionales a M / n (su equivalente químico).
Q = I · t n(e⁻) = Q / F F = 96 485 C/mol m = I · t · M / (n · F)

La constante de Faraday es la carga de un mol de electrones: F = Nₐ · e = 6,022 · 10²³ · 1,602 · 10⁻¹⁹ C = 96 485 C. Paso a paso: carga → moles de electrones → moles de sustancia (dividiendo entre n) → gramos (multiplicando por M).

Ánodo y cátodo en la electrólisis

En una electrólisis una fuente obliga a ocurrir una reacción que no es espontánea. En el cátodo (conectado al polo negativo) hay reducción: se depositan los metales o se desprende hidrógeno. En el ánodo (polo positivo) hay oxidación: se desprende oxígeno o cloro, o se disuelve el metal del electrodo. Los polos son al revés que en una pila, pero en los dos casos el cátodo es donde hay reducción.

Electrólisis del agua

Con un poco de ácido o de sal para que conduzca, el agua se descompone: 2 H₂O → 2 H₂ + O₂. Por cada 4 electrones sale 1 molécula de O₂ en el ánodo y 2 de H₂ en el cátodo, así que el volumen de hidrógeno es el doble que el de oxígeno. Con 5 A durante 1 h salen 2,09 L de H₂ y 1,04 L de O₂ en condiciones normales.

AplicaciónQué se hace
Galvanoplastia (cromado, dorado, niquelado)Se deposita una capa fina de metal sobre una pieza, que hace de cátodo
Refinado del cobreEl cobre impuro es el ánodo y se deposita cobre del 99,99 % en el cátodo
Obtención del aluminio (Hall-Héroult)Electrólisis de alúmina fundida: entre 13 y 15 kWh por kg de aluminio
Cloro y sosaElectrólisis de salmuera: cloro en el ánodo, hidrógeno y NaOH en el cátodo
Hidrógeno verdeElectrólisis del agua con electricidad renovable

Ejemplos resueltos

¿Cuánto cobre se deposita con 2 A durante 30 minutos?

m = 2 · 1800 · 63,546 / (2 · 96 485) ≈ 1,1855 g de cobre.

Probar este ejemplo

¿Cuánto tarda en depositar 5 g de plata una corriente de 1,5 A?

t = 5 · 1 · 96 485 / (1,5 · 107,87) ≈ 2981,5 s, unos 49 min 42 s.

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¿Qué volumen de hidrógeno se obtiene con 5 A durante 1 hora?

Q = 18 000 C → 0,0933 mol de H₂ → 2,09 L en condiciones normales (2,28 L a 25 °C).

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Dos cubas de plata y de cobre están en serie. Si se depositan 2,16 g de plata, ¿cuánto cobre se deposita?

Q = 2,16 · 96 485 / 107,87 ≈ 1932 C; m(Cu) = 1932 · 63,546 / (2 · 96 485) ≈ 0,6362 g.

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Errores frecuentes

  • Dejar el tiempo en minutos u horas. Q = I · t solo da culombios con t en segundos.
  • Olvidar n. El cobre (Cu²⁺) necesita 2 electrones por átomo y la plata (Ag⁺), 1: con la misma carga se deposita el doble de moles de plata.
  • Confundir los polos con los de una pila. En la electrólisis el cátodo es el negativo.
  • Usar 22,4 L/mol fuera de condiciones normales. A 25 °C y 1 atm, un mol de gas ocupa 24,47 L.

Para convertir los gramos en moles, usa la calculadora de moles; para la energía eléctrica consumida, la de consumo eléctrico.

Un poco de historia

Michael Faraday publicó sus leyes de la electrólisis en 1834, y con su colaborador William Whewell inventó las palabras electrólisis, electrodo, ánodo, cátodo, ion, anión y catión. Unos años antes, en 1807, Humphry Davy había aislado por primera vez el sodio y el potasio mediante electrólisis.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la fórmula de la electrólisis?

m = I · t · M / (n · F): la intensidad por el tiempo en segundos (la carga) por la masa molar, entre los electrones que gana cada ion y la constante de Faraday, 96 485 C/mol. Con 2 A durante 30 minutos se depositan 2 · 1800 · 63,55 / (2 · 96 485) ≈ 1,19 g de cobre.

¿Cómo se calcula la masa depositada en una electrólisis?

Con la ley de Faraday: m = I · t · M / (n · F), con I en amperios, t en segundos, M la masa molar, n los electrones por átomo y F = 96 485 C/mol. Con 2 A durante 30 min (1800 s) de Cu²⁺: m = 2 · 1800 · 63,546 / (2 · 96 485) ≈ 1,19 g.

¿Qué es la constante de Faraday?

La carga eléctrica de un mol de electrones: F = 96 485 C/mol. Sale de multiplicar el número de Avogadro por la carga del electrón.

¿Cómo se calcula el tiempo de una electrólisis?

Despejando de la ley de Faraday: t = m · n · F / (I · M). Para depositar 5 g de plata con 1,5 A: t = 5 · 1 · 96 485 / (1,5 · 107,87) ≈ 2981 s, unos 50 minutos.

¿Qué pasa en dos cubas electrolíticas en serie?

Por las dos pasa la misma carga, así que las masas depositadas son proporcionales a M / n de cada metal. Si en una se depositan 2,16 g de plata, en la otra se depositan 0,636 g de cobre.

¿Qué diferencia hay entre una pila y una electrólisis?

En una pila una reacción espontánea produce corriente; en una electrólisis una corriente externa fuerza una reacción que no es espontánea. En las dos el cátodo es donde hay reducción, pero en la pila es el polo positivo y en la electrólisis, el negativo.

Fuentes

Revisado en septiembre de 2026.

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