Electrólisis

Así, los procesos que suceden en celdas galvánicas y electrolíticas son inversos entre sí.

El proceso de usar una corriente eléctrica para producir un cambio se conoce como electrólisis.

A principios del siglo XIX, William Nicholson y Anthony Carlisle intentaron profundizar en los experimentos de Volta.

[2]​ En 1785 un científico neerlandés llamado Martin van Marum creó un generador electrostático que utilizó para reducir estaño, zinc y antimonio a partir de sus sales mediante un proceso conocido posteriormente como electrólisis.

Afirmó que colocando músculo animal entre dos láminas metálicas disímiles se producía electricidad.

[6]​ En 1817 Johan August Arfwedson determinó que había otro elemento, el litio, en algunas de sus muestras; sin embargo, no pudo aislar el componente.

No fue hasta 1821 cuando William Thomas Brande utilizó la electrólisis para individualizarlo.

En diciembre siguiente, presentó su descubrimiento del galio a la Académie des sciences de París.

[12]​ En 1886 Charles Martin Hall de Estados Unidos y Paul Héroult de Francia solicitaron patentes estadounidenses para la electrólisis del aluminio, Héroult presentó la suya en mayo y Hall, en julio.

[13]​ Hall pudo conseguir su patente demostrando mediante cartas a su hermano y pruebas familiares que su método había sido descubierto antes de que se presentara la patente francesa.

Por consiguiente, la batería debe suministrar un mínimo de 4 V para que la reacción se lleve a cabo.

En la práctica, sin embargo, se necesita un voltaje mayor debido a la ineficiencia del proceso electrolítico y al sobrevoltaje.

Una disolución acuosa saturada de cloruro de sodio (salmuera) entra al compartimento anódico, donde el Cl- se oxida a Cl2 gaseoso, y entra agua al compartimento del cátodo, donde se convierte en H2 gaseoso y iones OH-.

La membrana mantiene separados al Cl2 y a los iones OH-, aunque permite el paso de una corriente de iones Na+ hacia el compartimento del cátodo, conduciendo así la corriente en la disolución y manteniendo la neutralidad eléctrica en ambos compartimentos.

Ilustración de un aparato de electrólisis Hofmann utilizado en un laboratorio escolar
Animación sobre la electrólisis del agua.
Diagrama simplificado del proceso de electrólisis.
Electrolisisa) Dispositivo práctico denominado celda de Downs para la electrólisis del NaCl fundido (p.f. 5 801 °C). El sodio metálico formado en los cátodos se encuentra en el estado líquido. Dado que el sodio metálico líquido es más ligero que el NaCl fundido, el sodio flota hacia la superficie, como se muestra, y se recolecta. El gas cloro se forma en el ánodo y se recolecta en la parte superior. b) Diagrama simplificado que muestra las reacciones en los electrodos durante la electrólisis del NaCl fundido. La batería es necesaria para conducir las reacciones no espontáneas.
a) Dispositivo práctico denominado celda de Downs para la electrólisis del NaCl fundido (p.f. 5 801 °C). El sodio metálico formado en los cátodos se encuentra en el estado líquido. Dado que el sodio metálico líquido es más ligero que el NaCl fundido, el sodio flota hacia la superficie, como se muestra, y se recolecta. El gas cloro se forma en el ánodo y se recolecta en la parte superior. b) Diagrama simplificado que muestra las reacciones en los electrodos durante la electrólisis del NaCl fundido. La batería es necesaria para conducir las reacciones no espontáneas.
Hierro puro (99,99 %+), en pedacitos, refinado electrolíticamente.
Cobalto puro (99,99 %+), en pedacitos, refinado electrolíticamente.
Corte de una celda de Downs para producción comercial de sodio metálico por electrólisis de cloruro de sodio fundido. El diseño de la celda mantiene al sodio y al cloro separados entre sí, así como fuera del contacto con el aire.
Celda de membrana para la producción electrolítica de Cl 2 y NaOH. El ion cloruro se oxida a Cl 2 gaseoso en el ánodo y el agua se convierte en H 2 gaseoso y iones OH - en el cátodo.