La electrólisis usa corriente eléctrica para forzar una reacción química que no ocurriría por sí sola — más comúnmente para depositar un metal desde una solución (electrodeposición) o para descomponer un compuesto en sus elementos. Esta calculadora aplica las leyes de Faraday de la electrólisis para hallar la masa depositada, el tiempo o la corriente necesarios para depositar una masa objetivo, o los moles de electrones transferidos, cubriendo las tres preguntas que estudiantes, aficionados e ingenieros de procesos necesitan responder con más frecuencia.
Cómo funciona la Calculadora de Electrólisis
La electrólisis hace pasar una corriente directa a través de un electrolito, impulsando la oxidación en el ánodo y la reducción en el cátodo. Las dos leyes de Michael Faraday describen la relación cuantitativa: la masa de la sustancia depositada o liberada es directamente proporcional a la carga eléctrica total transferida (primera ley), y para una carga fija, la masa es proporcional a la masa molar de la sustancia dividida entre el número de electrones que cada ion necesita ganar o perder (segunda ley).
La calculadora implementa esto en tres pasos. Primero, halla la carga total Q = I·t a partir de la corriente y el tiempo. Segundo, convierte esa carga en moles de electrones dividiendo entre la constante de Faraday, F = 96,485 C/mol — la carga que transporta un mol de electrones. Tercero, convierte los moles de electrones en masa usando la estequiometría de la semirreacción: masa = Q·M/(n·F), donde M es la masa molar de la sustancia depositada y n es el número de electrones transferidos por ion.
Entradas y su significado
Corriente (I), en amperios, es la tasa de flujo de carga a través de la celda — fijada por la fuente de poder. Tiempo (t), en segundos, es cuánto tiempo corre la corriente. Masa molar (M), en g/mol, es la masa molar del elemento o compuesto que se deposita (por ejemplo, 63.55 g/mol para el cobre, 107.87 g/mol para la plata). Electrones transferidos (n) proviene de la semirreacción balanceada — es 1 para Ag⁺ + e⁻ → Ag, 2 para Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu, y 3 para Al³⁺ + 3e⁻ → Al. Equivocarse con n es la fuente de error más común: un n mayor significa que se necesita más carga para depositar la misma masa, ya que cada ion requiere más electrones para reducirse.
Límites y casos especiales
Esta calculadora asume 100% de eficiencia de corriente (faradaica) — cada electrón que fluye se usa para la reacción prevista. En la práctica, los baños de electrodeposición reales a menudo operan con 90–98% de eficiencia porque parte de la corriente se pierde en reacciones competidoras, como la evolución de gas hidrógeno en el cátodo; multiplica la masa calculada por el factor de eficiencia para obtener una estimación realista. La fórmula también asume una única semirreacción bien definida con un n fijo — si la especie depositada puede existir en más de un estado de oxidación (como el cobre depositándose como Cu⁺ en lugar de Cu²⁺ en algunas condiciones), confirma qué semirreacción aplica antes de confiar en el resultado. Finalmente, n debe ser un número entero distinto de cero de electrones por unidad fórmula — la calculadora no aceptará n = 0.