Electròlisi

L'electròlisi és un mètode de separació dels elements que formen un compost aplicant-los electricitat: es produeix en primer lloc la descomposició en ions, seguit de diversos efectes o reaccions secundàries segons els casos concrets.

Animació de l'electròlisi de l'aigua

El terme Electròlisi prové de dos radicals, electro que fa referència a electricitat i lisis que significa trencament.

El procés electrolític consisteix en el següent. Es dissol una substància en un determinat dissolvent, amb fi i efecte que els ions que constitueixen aquesta substància estiguin presents en la dissolució. Posteriorment s'aplica un corrent elèctric a un parell d'elèctrodes conductors col·locats dins la dissolució. L'elèctrode carregat negativament es coneix com a càtode, i el carregat positivament com a ànode. Cada elèctrode atreu els ions de càrrega oposada. Així, els ions positius, o cations, són atrets cap al càtode, mentre que els ions negatius, o anions, es desplacen cap a l'ànode. L'energia necessària per separar els ions i incrementar la seva concentració en els elèctrodes prové d'una font elèctrica que manté la diferència de potencial en els elèctrodes.

Per exemple: en l'electròlisi del clorur de sodi, s'aplica corrent per a separar la sal en els seus components, clor i sodi.

Ànode (oxidació): ${\ce {2 Cl^{-}(aq) -> Cl2 (g) + 2e^{-}\,}}$

Càtode (reducció): ${\ce {2 Na^{+}(aq) + 2 e^{-}-> 2 Na (s)\,}}$

Reacció global: ${\ce {2 Na^{+}(aq) + 2 Cl^{-}(aq) -> 2 Na (s) + Cl2 (g)\,}}$

En els elèctrodes, els electrons són absorbits o emesos pels ions, formant concentracions dels elements o compostos desitjats. Per exemple, amb l'electròlisi de l'aigua, es forma hidrogen en el càtode, i oxigen a l'ànode.

L'electròlisi no depèn de la temperatura, encara que aquesta pugui augmentar en un procés electrolític. Per tant, l'electròlisi no està lligada als límits termodinàmics d'eficiència, i per tant en un procés electrolític, aquesta pot estar pròxima al 100%.

Història

L'electròlisi va ser descoberta l'any 1800 pel químic William Nicholson quan estudiava el funcionament de les bateries. Més tard, entre els anys 1833 i 1836 el físic i químic anglès Michael Faraday va desenvolupar les lleis de l'electròlisi que porten el seu nom.

Aplicacions de l’electròlisi

L’electròlisi té moltes aplicacions, tant en la indústria com al laboratori. Les principals són:

• Obtenir metalls i substàncies químiques. Per exemple: l’alumini, el clor, l’hidròxid de sodi (NaOH), el sodi, el magnesi, el potassi, el fluor, etc.
• Refinar metalls. És a dir, eliminar-ne les impureses per a obtenir metalls pràcticament purs. És el cas, per exemple, del coure.
• Carregar piles i bateries. Amb el procés d’electròlisi es transforma energia elèctrica en energia química, que es pot emmagatzemar en piles i bateries.
• Recobrir objectes metàl·lics amb fines capes d’altres metalls (galvanoplàstia). Aquest recobriment es pot fer amb fins decoratius. El procés rep el nom derivat del metall dipositat: platejat, niquelat, daurat, cromat, etc.
• I també es poden protegir els metalls de la corrosió. Per exemple, aplicant capes de cadmi (cadmiat) o bé de zinc (galvanitzat) sobre les peces metàl·liques que es volen protegir de la corrosió.

Vegeu també

• Sèrie galvànica.
• Lleis de Faraday de l'electròlisi.