¿Qué es la electrólisis y para qué sirve?

La electrólisis es un proceso químico en el cual la electricidad se utiliza para separar los componentes de un compuesto. Este fenómeno ocurre cuando una corriente eléctrica atraviesa un electrolito, desencadenando reacciones de oxidación en el ánodo y de reducción en el cátodo. Dicho de manera sencilla, la electrólisis convierte energía eléctrica en energía química, de manera que permite la descomposición de compuestos en sus elementos constituyentes. Uno de los usos que ha ganado peso recientemente y que ha colocado este concepto en el foco es el de los baños electrolíticos.

Baños electrolíticos

El baño electrolítico es un método ampliamente empleado en la industria para mejorar la durabilidad de los metales y su resistencia a la corrosión, además de ofrecer un acabado estético superior. Este procedimiento forma parte de lo que se conoce como tratamiento de superficies, donde se aplican capas delgadas de metales como el oro o el cobre sobre piezas metálicas, con el objetivo de fortalecerlas contra la oxidación y hacerlas más atractivas visualmente. El proceso consiste en sumergir un objeto metálico en una solución electrolítica y una corriente eléctrica facilita la deposición de una capa metálica sobre la pieza. Esto se logra mediante el uso de sustancias químicas puras y metales específicos, que garantizan que el resultado final sea un metal más resistente y con un mejor acabado decorativo.

Funcionamiento

Para que se lleve a cabo el proceso de electrólisis, es esencial contar con tres elementos clave: los electrodos, el electrolito y una fuente de corriente eléctrica continua. Los electrodos son dos piezas conductoras, generalmente metálicas, que se sumergen en una disolución llamada electrolito. El electrodo conectado al polo positivo se denomina ánodo, mientras que el conectado al polo negativo se llama cátodo. Durante el proceso, los iones presentes en la solución se mueven hacia los electrodos: los aniones, que son iones con carga negativa, se dirigen al ánodo, mientras que los cationes, con carga positiva, migran hacia el cátodo. En los electrodos, se producen reacciones de transferencia de electrones, lo que resulta en la formación de nuevas sustancias químicas. En términos simples, este es un proceso de oxidación-reducción facilitado por la corriente eléctrica.

El electrolito, que puede ser una solución acuosa o salina, permite que los iones se desplacen entre el ánodo y el cátodo cuando se aplica la corriente eléctrica. Todos estos componentes juntos forman lo que se denomina una célula de electrólisis, el entorno donde se lleva a cabo la reacción electroquímica que separa los elementos de un compuesto.

Usos principales

La electrólisis se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, especialmente en la obtención de elementos y compuestos químicos. En la industria electrometalúrgica, este proceso es fundamental para la producción de metales como el aluminio, sodio, potasio y magnesio. En los últimos años, la electrólisis ha ganado relevancia en la producción de hidrógeno verde, un recurso clave para la transición energética hacia fuentes sostenibles. 

Este método también se utiliza en la cloración de piscinas, ya que la electrólisis produce hipoclorito, un compuesto químico esencial para mantener el agua libre de bacterias. Asimismo, se utiliza en la fabricación de baterías, entre las que se cuentan las de vehículos eléctricos, y en diversas aplicaciones industriales como la producción de ácido clorhídrico y lejía. 

La electrólisis también juega un papel crucial en la electrometalurgia, un proceso mediante el cual se separa metal puro de sus compuestos. Otra aplicación importante es la anodización, un método que aumenta el espesor de la capa de óxido natural en la superficie de piezas metálicas, proporcionando mayor resistencia y durabilidad. La galvanoplastia, que es la creación de una película protectora sobre un metal para evitar su corrosión, también se basa en el principio de la electrólisis.

Breve historia

La historia de la electroquímica y, por ende, de la electrólisis, comenzó con el trabajo del científico italiano Alessandro Volta, quien en 1800 anunció la invención de la pila voltaica, la primera batería eléctrica moderna. Este dispositivo captó la atención de figuras importantes de la época, como Napoleón Bonaparte, quien incluso participó en demostraciones científicas junto a Volta. La pila voltaica produjo por primera vez una corriente eléctrica continua, lo que abrió nuevas posibilidades para el estudio de la relación entre la electricidad y la química.

Demostró que la electricidad podía generarse de manera constante mediante la pila voltaica, un dispositivo compuesto por discos de zinc y plata separados por un material húmedo. Esta invención no solo refutó las teorías previas sobre la electricidad animal propuestas por Luigi Galvani, sino que también sentó las bases para el desarrollo de la electroquímica.

El trabajo de Volta inspiró a otros científicos, como Humphry Davy y su alumno Michael Faraday, a explorar más a fondo los efectos de la electricidad sobre los compuestos químicos. Faraday, en particular, realizó descubrimientos fundamentales en la década de 1830, cuando formuló las leyes de la electrólisis. Estas leyes siguen siendo esenciales en la industria moderna para la producción de metales y otros productos químicos mediante procesos electrolíticos.