Reseña
Elaborada por Oscar Cardona[1]
Sobre
un nuevo medidor de volta-electricidad
En este escrito,
Faraday describe las características de diferentes dispositivos que permitan
medir la electricidad, que pasa a través de un proceso de descomposición
electroquímica. Para ello tiene en cuenta unas condiciones técnicas: los gases
desprendidos de la descomposición del agua posibilitan la medición, la
necesidad de evitar la recombinación de los gases en el electrodo durante la
descomposición electro química del agua, forma y posición de los electrodos, entre
otros. Para cumplir con estas condiciones, Faraday dispone de diferentes
montajes, que permitan satisfacer esas condiciones. Sobre los electrodos,
encuentra que la mejor posición es vertical, con el fin de evitar retener los
gases que se forman y reducir el tiempo de estos en la sustancia, evitando así
la recombinación del gas en el líquido. También dispone de recipientes
graduados, en los cuales se pueda medir el volumen del gas producido. Respecto
a esto, Faraday ofrece diferentes variantes, una en la que mide los gases
producidos en ambos electrodos y acumulados en un mismo recipiente, o medir el
gas que se produce en un solo electrodo (preferiblemente el que produce gas
hidrógeno). Entre los diferentes montajes, proporciona uno que ya resuelve los
problemas mencionados (figura 1).
Fig
1: Dispositivos para medir la electricidad. Izq: Medir gas de un electrodo. a)
alambre que atraviesa recipiente cerrado en el que se recoge el gas a ser
medido. b) Alambre introducido en un recipiente abierto, del cual se deja
escapar el gas. c) electrodos dispuestos en forma vertical. d) tubo de vidrio
acodado. Der: para medir gases combinados.
a) probeta graduada, b)electrodo incrustado de forma hermética en la
pared de la probeta, c) recipiente contenedor del agua acidulada, d) tapón-orificio
por el cual se agrega/retira el agua acidulada.
Estos aparatos,
junto a diferentes montajes, le permitieron a Faraday comprobar que la
descomposición química del agua es constante para una corriente, sin importar
si se modifican la intensidad de la electricidad, o si se varia la fuente que
proporciona la electricidad; si se modifica el tamaño o forma de los
electrodos, la naturaleza de los materiales y sustancias conductoras, entre
otros factores. A su vez, Faraday proporciona el único instrumento práctico para
su tiempo con el cual medir la electricidad, aunque si bien, ya Gay-Lussac y
Thenard habían propuesto con anterioridad, medir la electricidad de la pila
voltaica por medio de la descomposición química.
Sobre la cantidad absoluta de electricidad asociada a
las partículas o átomos de materia
Faraday observa,
que la formulación de la teoría de la electroquímica guarda una estrecha
relación con la cantidad de energía eléctrica que reside en diferentes cuerpos.
A pesar de cierta resistencia a la idea de átomo, toma prestado este término
para explicar la relación entre la afinidad química, y las propiedades
eléctricas que presentan las sustancias. Faraday encuentra esta relación
gracias a diferentes experimentos que le permitieron estimar la proporción
entre los gases formados y la electricidad que circula. Entre ellos figuran los
siguientes. Para descomponer un gramo de
agua acidulada (con ácido sulfúrico disuelto en ella) Faraday señala que se requiere de un tiempo de 3min, 45s. Dicha electricidad
es la misma para poner un alambre de platina
de 1/104 pulgadas (0,2mm, el espesor aproximado de dos hojas de papel),
al rojo vivo. Faraday estima que esta corriente eléctrica equivale a 800.000
cargas de una botella de Leyden. (fig. 2)
Fig. 2: Botella de Leyden y sus componentes. Tomado de
Zapata, 2019.
Otro de los
experimentos realizados, Faraday toma dos placas de zinc. La placa A tenía una
masa de 163,1gr y la placa B 148,3 gr. Después de introducirlas en un montaje
por el cual paso electricidad, en un tiempo de 10 a 12 min, la masa de la placa
B se mantuvo igual, en tanto la placa A, tiene una masa final de 154,65 gr
(8,45gr menos). Faraday calcula a partir del volumen de hidrógeno, que la
cantidad de agua descompuesta fue de 2,3535 gr. Y que este peso es al del zinc
disuelto, en una razón de 1 a 8,45 o de 9 a 32,5.
A partir de
dichos ejercicios, Faraday concluye que la electricidad que interviene en la
descomposición y la materia que “evoluciona” (o disuelve para el caso del zinc)
de una cierta cantidad de materia, son similares. Es decir, los pesos
equivalentes de los cuerpos descompuestos, corresponden a las cantidades de
ellos, en las que hay cantidades iguales de electricidad. Para Faraday esto
tiene una implicación desde el modelo atómico que considera necesario
mencionar. Y es que los átomos de los cuerpos que son equivalentes entre sí en
una acción química ordinaria, contienen igual cantidad de electricidad. Ello implica también que
dicha cantidad de electricidad, le da a la materia su poder de combinación. En
este sentido, Faraday proporciona las condiciones teóricas y prácticas para
realizar la separación de materia compuesta, y posteriormente, aumentar la
comprensión sobre la naturaleza de las fuerzas químicas implicadas.
Referencias:
Faraday, M.
(1831) Sobre un nuevo medidor de volta-electricidad. En: Serie VII de
Experimental Researches in Electricity.
(1831) Sobre la cantidad absoluta de
electricidad asociada a las partículas o átomos
de materia. En: Serie VII de Experimental Researches in Electricity.
Zapata, F.
(2019). Botella de Leyden: partes, funcionamiento, experimentos. Lifeder. Recuperado 15 abril 2020, a partir de
https://www.lifeder.com/botella-de-leyden/
[1] Lic. Diseño Tecnológico. Estudiante Maestría Docencia de las Ciencias Naturales. Universidad Pedagógica Nacional.
Es interesante cuando Faraday que "la acción de descomposición química de una corriente es constante para una capacidad constante de electricidad", con lo cual aborda las relaciones de proporcionalidad entre las sustancias y la cantidad de corriente necesaria para que se genera la descomposición de una sustancia.
ResponderEliminarSe resalta, que el agua es un medio interesante para ara poder observar la descomposición de las sustancias por acción de la electricidad, puesto que esta se descompone con facilidad, puesto que por si sola no es buena conductora, lo que hace necesario una solución que aumente su capacidad conductora.
SOBRE UN NUEVO MEDIDOR DE VOLTA-ELECTRICIDAD:
ResponderEliminarMichael Faraday (1791-1867) mostró como en diferentes montajes experimentales se podía medir la electricidad y como el agua es una “sustancia conductora”, es decir, que les permite a diferentes materiales ser más conductores, los cuales esta inmersos en un proceso de descomposición electro-química. Además, hizo una “reestructuración” en estos para que se crearan condiciones ideales, ejemplo: evitar la recombinación de gases y tratar de organizar la posición de los electrodos. Estos montajes que mostró Faraday le permitieron verificar que “la descomposición química del agua se mantiene, es decir, que es constante para una corriente”, aun sino varía la intensidad de la electricidad.
SOBRE LA CANTIDAD ABSOLUTA DE ELECTRICIDAD ASOCIADA A LAS PARTÍCULAS O ÁTOMOS DE MATERIA
Algo que me parece interesante y fundamental en este escrito es que Faraday mostró que la acción definida es equivalente a la electricidad, por esto él afirmó que las teorías asociadas de proporciones definidas y afinidad electroquímica son muy grandes, ya que los pesos son equivalentes de los cuerpos porque iguales con respecto a la electricidad “que transportan”, por esto la electricidad la que determina el número equivalente, porque determina la fuerza de combinación.
Con respecto a las lecturas, me parece sumamente interesante como Faraday no solo muestra los resultados obtenidos en sus experimentos, sino también muestra como logra estructurarlas de una manera tal, que tuviera los mínimos errores. Esto dado que construyó un instrumento (Volta-electrometro) que midiera la electricidad que pasa a través de un cuerpo, como agua, y lo generalizo, pero para ello tuvo que hacer varios montajes diferentes que como dijo Oscar, por ejemplo y sobre los electrodos, encuentra que la mejor posición es vertical, con el fin de evitar retener los gases que se forman y reducir el tiempo de estos en la sustancia, evitando así la recombinación del gas en el líquido.
ResponderEliminarPor otro lado, sus experimentos mostraron diferentes resultados, algunos de ellos fueron:
1. La variación en el tamaño de los electrodos no causa variación en la acción química de una cantidad dada de electricidad sobre el agua.
2. En cuanto a la variación de la intensidad, no se produjeron diferencias en cuanto a la acción igual de los electrodos grandes y pequeños.
3. Los cambios en la naturaleza de la solución no alteran la constancia de la acción electrolítica sobre el agua.
4. Cuando el agua se somete a la influencia de una corriente eléctrica, una cantidad de la misma se descompone exactamente proporcional a la cantidad de electricidad que ha pasado, sin importar las variaciones.
5. No hay sustancia orgánica que al estar sujeto a la acción del oxigeno o hidrógeno evolucionando en los electrodos, disminuya su cantidad o añada otros gases a ellos.
En cuanto a la segunda lectura, sobre la cantidad absoluta de electricidad asociada a las partículas o átomos de materia, quiero exaltar las siguientes conclusiones:
1. Se necesita una gran cantidad de electricidad para separar elementos de un solo grano de agua.
2. La relación entre la conducción de la electricidad y la descomposición del agua es tan estrecha que una no puede pasar sin la otra.
3. El agua se electroliza, se descompone voltaicamente. El oxigeno aparece en el ánodo y el hidrógeno en el cátodo.
4. La acción química en los electrodos depende totalmente de la cantidad de electricidad que pasa por estos.
5. La electricidad que se descompone y la que evoluciona son similares.
Es interesante que Faraday muestre la necesidad que se tiene de refinar las técnicas e instrumentos de los diferentes montajes que realizo con el fin de tener mayor precisión sobre las observaciones y conclusiones elaboradas sobre los fenómenos estudiados, en este caso puntual le permiten determinar la relación constante y proporcional que existe entre la descomposición del agua con una cantidad determinada de corriente eléctrica. De igual forma y en concordancia con lo anterior, Faraday indica la existencia de una relación entre el átomo y la electricidad,donde se arriesga a afirmar que la corriente necesaria para unir el oxígeno y el hidrógeno debe ser la misma que se requiere para su separación; esto permite que se aproxime a relacionar la afinidad y equivalencia entre elementos a partir de proporcionalidades estudiadas desde la electricidad, pues los montajes realizados permiten determinar que la electricidad determina la fuerza de combinación de las sustancias.
ResponderEliminarEl texto permite evidenciar la importancia de la técnica y el instrumento en la consolidación de nuevos modelos explicativos frente a fenómenos químicos, haciendo que las metodologías cuantitativas den soporte a las explicaciones que se generan. Como se evidencia en la lectura, la realización de varios montajes le permitió a Faraday comprobar la manera en la que se pueden dar explicaciones a partir de la construcción del Volta-electrómetro y su uso para dar cuenta de la descomposición del agua y su relación con la corriente eléctrica. En este sentido, se puede decir que la experimentación cobra peso con el uso de la instrumentación. En este caso en particular, Faraday logra a través de distintos montajes realizar la experimentación sobre la descomposición del agua con el uso de la corriente eléctrica, donde esta es utilizada para la separación del agua; esta corriente, debe ser la misma que se usa para su unión, lo que permite hace una relación con la afinidad de las sustancias teniendo en cuenta su composición, proporción, equivalencia y combinación.
ResponderEliminarAlejandra Moreno:
ResponderEliminarLa lectura evidencia que faraday en su cuerpo teórico uso una serie de instrumentos que le permitieron construir un modelo microscópico a partir de las observaciones microscópicas en diferentes montajes experimentales que utilizo para explicar la descomposición del agua.
Se manifiesta la importancia de tener en cuenta las consideraciones en la construcción del instrumento, por ejemplo Faraday contemplo la necesidad de usar dos aparatos en los cuales se puedan desplazar los gases producto de la descomposición de la sustancia sobre los cuales se puede mejorar la precisión, la recolección del gas, entre otros, así mismo se refleja la importancia de aislar la corriente a la hora de desarrollar los experimentos. Por último Faraday menciona que cuando se somete a la influencia de la corriente eléctrica, una cantidad de la misma se descompone exactamente proporcional a la cantidad de electricidad que ha pasado. Lo que significa que hay una relación directamente proporcionalentre descomposición de a sustancia y corriente eléctrica.
En la memoria elaborada por Michael Faraday titulada "Investigaciones experimentales en electricidad", se resalta que se logra realizar un acercamiento en cuanto a la naturaleza y descomposición de las sustancias. Faraday realizo en primeras instancias experimentos con el fin de evidenciar posibles disociaciones o descomposiciones de las sustancias como el agua a partir de diferentes montajes, en lo cual pudo determinar que la descomposición química es constante así haya cierta variabilidad entre las fuentes energéticas.
ResponderEliminarEntonces el proceso de descomposición o electrolisis de las sustancias puede ser visto como un proceso de oxido-reducción que por el paso de energía o corriente eléctrica, se disocian los componentes de la sustancia. En el caso del agua se obtuvo hidrógeno y oxigeno gaseoso producto de la electrolisis, Faraday determino que la cantidad de las sustancias separadas es proporcional a la electricidad usada.
SOBRE UN NUEVO MEDIDOR DE VOLTA-ELECTRICIDAD:
ResponderEliminarFaraday sin lugar a dudas, uno de los físicos mas importantes y grandes del siglo XIX, el cual demuestra a partir de este articulo la necesidad de refinar las técnicas e instrumentos con el fin de realizar aportes concretos y contundentes a las investigaciones realizadas con el fin de modificar e intervenir contundentemente en el campo de las ciencias.
Faraday, so solo tiene la intención de demostrar la descomposición de las sustancias por acción de la electricidad, sino que vislumbra la estructura eléctrica del átomo, la cual se convierte en pieza clase en el desarrollo de la química, como ciencia que pretende explicar los fenómenos naturales; los análisis de Faraday dan apertura al desarrollo de la química y del átomo, revolucionando la razón misma del estudio de esta ciencia y dando sentido a nuevas investigaciones como la de Davy en 1833 las cuales sugerían que una solución acuosa, presentaban una carga eléctrica fija, demostrado por la electrolisis, permitiendo el paso a otros investigadores dar sentido a la naturaleza atómica de la materia.
Es importante resaltar que mientras en los textos de Avogadro y Gay-Lussac se referían a la afinidad química (en especial en los gases), en donde cada combinación implica una aproximación de las moléculas elementales, y solo en estado gaseoso las sustancias están en las mismas circunstancias y obedecen a las leyes ordinarias de los gases. Por su lado, en la séptima conferencia de Faraday "Sobre un nuevo medidor de volta-electricidad" esté se refiere a cómo la acción de la electricidad (en diferentes métodos experimentales con diferentes instrumentos) permite ya no combinar sino descomponer sustancias, en especial el agua. El agua se descompone con facilidad cuando se convierte en un mejor conductor mediante a adición de ácidos o sales, y en este caso la acción de descomposición química de una corriente es constante para una cantidad constante de electricidad. Acontecimientos que, llevados a cabo en proporciones específicas y medidas, permiten descomponer el agua en sus elementos básicos, sin que a estos todavía se les pueda dar el nombre de átomos, siendo muy difícil tener una clara idea de su naturaleza, en especial cuando se están considerando los cuerpos compuestos.
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