Última actualización: 2026-06-16

Comprender la ley de Faraday de la electrólisis

Cuando una corriente eléctrica circula por un electrólito, los iones se reducen u oxidan en los electrodos y se deposita o libera materia. Michael Faraday demostró en la década de 1830 que la cantidad de sustancia que reacciona está fijada por completo por la carga eléctrica que circula:

Aquí la carga es la propia corriente multiplicada por el tiempo, $Q = I \, t$, así que una corriente constante de $I$ amperios durante $t$ segundos hace circular $I \, t$ culombios.

La constante de Faraday $F$ es la carga transportada por un mol de electrones. Dividir la carga entre $n \, F$ da los moles de sustancia que reaccionaron, y multiplicar por la masa molar convierte los moles en una masa.

Ejemplo resuelto

Una celda de galvanoplastia de cobre funciona a $I = 2\ \text{A}$ durante 30 minutos. ¿Cuánto cobre se deposita? El cobre se deposita a partir de $\text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu}$, así que $n = 2$, y su masa molar es $M = 63.55\ \text{g/mol}$.

Primero la carga que circula, con el tiempo en segundos ($30\ \text{min} = 1800\ \text{s}$):

Luego los moles de cobre depositados:

Por último la masa:

Así que se depositan aproximadamente 1,19 g de cobre.

Por qué la carga fija la masa

Cada ion que llega al electrodo recoge un número fijo de electrones del circuito. Reducir un ion $\text{Cu}^{2+}$ requiere dos electrones; reducir un ion $\text{Ag}^+$ requiere uno. Así que el número de iones depositados es el número de electrones suministrados dividido entre $n$, y el número de electrones suministrados es simplemente la carga total dividida entre la carga de un solo electrón. Contando en moles en lugar de partículas individuales, los moles depositados son iguales a $Q / (n \, F)$. Nada relacionado con el área del electrodo, el voltaje o la concentración entra en el recuento: solo la carga que ha circulado.

El efecto de la valencia

Como $n$ está en el denominador, un ion que necesita más electrones produce menos metal para la misma carga. La tabla siguiente muestra la masa depositada por 3600 C de carga para tres metales habituales de recubrimiento.

La plata, que solo necesita un electrón por ion, deposita mucha más masa por culombio que el aluminio, aunque el aluminio sea el elemento más ligero.

Uso de la ley en la práctica

En la galvanoplastia y el electrorrefinado la ley funciona en ambos sentidos. Dada una corriente y un tiempo puedes predecir la masa del recubrimiento, y dividir esa masa entre el área recubierta y la densidad del metal da el espesor del recubrimiento. Aplica el cálculo en sentido inverso y puedes dimensionar la corriente o fijar el tiempo de funcionamiento necesarios para alcanzar una masa objetivo. Las celdas reales se quedan algo por debajo del ideal porque parte de la carga impulsa reacciones secundarias, como el desprendimiento de gas; la fracción de carga que realmente deposita el producto deseado se denomina eficiencia de corriente.