Qué es la electrólisis y para qué se utiliza

La electrólisis es el proceso en el que los elementos de un compuesto se separan mediante la aplicación de electricidad. Dicho de otro modo, la energía eléctrica se transforma en energía química.

El proceso químico denominado electrólisis ha adquirido mucho protagonismo en los últimos años, ya que es clave en el proceso de producción de hidrógeno verde. Sin embargo, no es una novedad, ya que lleva utilizándose durante décadas en otras muchas aplicaciones.

Cómo se produce la electrólisis

Para que se produzca el proceso electroquímico denominado electrólisis, son necesarios dos elementos, además de la corriente eléctrica que hará posible la reacción química no espontánea: los electrodos y el electrolito.

Electrodos

La unidad de electrólisis está formada por dos electrodos y un electrolito. Los electrodos son los conductores eléctricos utilizados para hacer contacto con la parte no metálica de un circuito. Estos dos elementos, el ánodo y el cátodo, transfieren iones entre sí, haciendo posible la reacción química.

El ánodo (+) es un electrodo que pierde electrones, propiciando una reacción de oxidación. Estos electrones desprendidos del ánodo van a parar al cátodo. Los materiales habitualmente utilizados en la fabricación de ánodos son compuestos de grafito natural en escamas, microesferas de carbono mesofase y grafito artificial de coque de petróleo.

El cátodo (-) es un electrodo que recibe los electrones provenientes del ánodo, produciéndose una reacción de reducción. El cátodo siempre se fabrica con metales, aunque estos pueden ser muy diversos. Los más habituales son el litio, el hierro, el aluminio, el cobalto y el manganeso.

Electrolito

Desde el punto de vista químico, un electrolito es cualquier sustancia que contenga iones libres. Estos iones libres son los que convierten a dicha sustancia en un conductor eléctrico.

De un modo más práctico, el electrolito es una solución acuosa o salina en la que se sumergen los electrodos (ánodo y cátodo). El conjunto de todos estos elementos se denomina célula de electrólisis. El electrolito permite la transferencia de iones entre el ánodo y el cátodo al aplicarse una corriente eléctrica.

Cómo funciona la electrólisis

1. El electrolito se funde o disuelve en un disolvente para que se produzca la separación de los iones, proceso denominado ionización.
2. A continuación, se aplica una corriente eléctrica continua a través de los electrodos (ánodo y cátodo) sumergidos en la disolución (electrolito + disolvente) y que están conectados a una fuente de alimentación.
3. Se produce la transferencia de electrones. Los iones positivos o cationes van al cátodo y los iones negativos o aniones van al ánodo.
4. A consecuencia de esta reacción química, se producen otras sustancias. Los aniones ceden electrones al ánodo (+) y los cationes toman electrones del cátodo (-).
5. De esta forma se completa la reacción de oxidación-reducción a través de la aportación de electricidad como fuente de energía necesaria para ello.
6. Tras completarse el proceso, se desprenden oxígeno e hidrógeno, así como otros materiales si se ha utilizado agua no destilada.

Algunos aspectos importantes a tener en cuenta a la hora de realizar el proceso de electrólisis es que los electrodos nunca deben entrar en contacto directo, pues en ese caso del proceso no se completa y la batería se sobrecalentará y quemará.

Además, la corriente eléctrica aplicada debe ser siempre continua. Es decir, nunca a través de un enchufe, sino de una batería o adaptador de corriente. Finalmente, es importante que los gases desprendidos (oxígeno e hidrógeno) no contacten entre sí, pues de lo contrario volverían a producir agua.

Aplicaciones de la electrólisis

El proceso de electrólisis está de moda porque se utiliza para producir hidrógeno verde y también en las baterías, incluidas las de los coches eléctricos. Pero su utilidad es bien conocida desde hace décadas para muchas otras aplicaciones:

• Producción de materiales y compuestos químicos como aluminio, sodio, ácido clorhídrico o hipoclorito (lejía), entre muchos otros.
• Electrometalurgia: proceso para separar metal puro de otros compuestos.
• Anodización: método para incrementar el espesor de la capa natural de óxido en la superficie de piezas metálicas. Proporciona mayor resistencia y durabilidad.
• Galvanoplastia: creación de una película protectora para proteger un metal de la corrosión.

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