Aplicaciones industriales de la electrólisis

Los procedimientos electrolíticos constan de interesantes y útiles aplicaciones en el campo de la industria. Algunas de estas aplicaciones son:

-La fabricación de metales activos, como son los elementos pertenecientes a los dos primeros grupos de la tabla periódica, así como también el aluminio, y elementos no metálicos, como es el caso del hidrógeno o el cloro.

-La fabricación o síntesis de compuestos como el hidróxido de sodio.

-Los recubrimientos de tipo metálicos

-La purificación de elementos metálicos, como puede ser por ejemplo, el caso del cobre.

A continuación veremos más detalladamente estos procesos.

Obtención del hidróxido sódico:

Este método, conocido con el nombre de método cloro-sosa, trata la síntesis simultánea de hidrógeno, cloro y el hidróxido sódico a través de electrólisis del cloruro de sodio en disolución de tipo acuoso. El cátodo del sistema lo forma el mercurio en estado líquido que va por parte del fondo de la cuba electrolítica. Por otro lado, los ánodos están formados de grafito. La disolución salina va entrando de manera continuada.

En el ánodo se ve desprendido el cloro en forma de gas, mientras que en el cátodo se va soltando sodio a modo de amalgama, es decir, a modo de aleación con el elemento mercurio ( Na- Hg).

Ánodo ( oxidación) : 2 Cl- (ac) – 2e- → Cl2 (g)

Cátodo ( reducción) : 2 Na+ (ac) + 2e- → 2 Na-Hg

Reacción global : 2 Na+ (ac) + 2 Cl- (ac) → 2 Na-Hg + Cl2 (g) ( esté producto de la ecuación es la amalgama)

Con posterioridad, la amalgama se va a descomponer a través de la reacción que se produce con el agua, consiguiéndose hidrógeno y hidróxido de sodio, a la vez que se recupera el mercurio, el cual retorna a la cuba electrolítica.

2 Na-Hg + 2 H2O ( l) → 2 NaOH (ac) + H2 (g) + 2 Hg (l)

Recubrimientos metálicos:

A través de la electrólisis, se hace posible poder depositar una capa fina de algún metal encima de otro. Dicho procedimiento de baño electrolítico posee numerosas aplicaciones, por ejemplo:

– Recubrir elementos metálicos como el otro o la plata ( dorado y plateado), se suele utilizar para embellecer la parte externa de diferentes objetos.

– Recubrimientos con otros metales como pueden ser zinc , níquel o cromo entre otros, con el fin de proteger de la corrosión a distinto objetos de metal. Dichos procesos se conocen como cincado, niquelado, cromado o cobreado.

Purificación electrolítica:

En este caso hablaremos de la purificación electrolítica del cobre.

Cuando se han obtenido los metales a través de algún tipo de proceso metalúrgico, es por lo general conveniente o necesario, someterlos a procedimientos de refinamiento o purificación para hacerlos útiles para ser utilizados.

Esto sucede con el cobre, cuyo uso como conductor eléctrico depende en gran parte del grado de pureza que presente. Para purificar este metal de manera electrolítica se utiliza un electrolito, el cual es una sal soluble de cobre, como puede ser por ejemplo sulfato de cobre, y el ánodo es una barra, también de cobre, pero impurificada. En cuanto al cátodo, este es una placa de cobre en estado puro, sobre la cual se va a ir depositando el metal.

Si se mantiene un potencial adecuado, el cobre que se encuentra en el ánodo procederá a oxidarse y pasará a la disolución, donde posteriormente se depositará en la placa del cátodo.

Ánodo: Cu (s) + 2e-→ Cu2+ (ac)

Cátodo: Cu2+ (ac) + 2e-→ Cu (s)

Las impurezas que se encontraban en el metal, es decir, presencia de otro tipo de metales que suelen encontrarse en los minerales como el cobre, no pasan a depositarse sobre el cátodo. Los iones metálicos como son el Fe2+ o el Zn2+, seguirán en la disolución, pero otros metales más nobles como la plata, el platino, o el oro, se caerán al fondo del contenedor, donde se podrán retirar con posterioridad para ser utilizados.