Electrólisis ígnea – Química –

Cuando se ponen en contacto dos sustancias con diferentes potenciales de reducción, en condiciones adecuadas, se produce una reacción espontánea. En este tipo de sistema, se libera energía y se puede utilizar para producir corriente eléctrica. Cuando usamos este tipo de reacción para producir energía eléctrica, tenemos una celda o batería voltaica.

La característica más importante de una batería es que las reacciones para producir energía son espontáneas, es decir, tienen lugar sin la acción de un agente externo. También podemos suministrar energía en forma de corriente eléctrica a un sistema electroquímico para forzar que se produzca una reacción, inicialmente no espontánea. En este caso, tenemos un proceso de electrólisis, que, a diferencia de lo que ocurre en una celda, depende de la adición de energía al sistema para que ocurra. Podemos ver la electrólisis como la inversa de una batería.

La electrólisis es un proceso útil que está presente en nuestra vida diaria. La batería de nuestros celulares, por ejemplo, funciona como una celda, pero cuando la recargamos estamos realizando una electrólisis. Hay dos tipos más comunes de electrólisis: la electrólisis en soluciones acuosas, donde los reactivos y productos se sumergen en agua y pueden participar en la reacción, y tenemos la electrólisis ígnea, donde la corriente eléctrica pasa a través de un sólido fundido para producir los productos deseados.

El uso de electrólisis ígnea elimina el inconveniente de tratar con agua en el sistema electrolítico. Por ejemplo, no es posible realizar la electrólisis en una solución acuosa de cloruro de sodio para obtener sodio metálico y cloro gaseoso, debido a que el hidrógeno en el agua se reduce y el oxígeno en el agua se oxida, por lo que los productos de esta electrólisis serán ser hidrógeno y oxígeno gaseoso. Usando electrólisis ígnea, el cloruro de sodio se derrite y luego la corriente que pasa a través del líquido ígneo produce cloro gaseoso y sodio metálico. Por otro lado, la desventaja del proceso ígneo es el alto costo energético que implica no solo la corriente eléctrica utilizada, sino también el calor necesario para fundir el material sólido.

La electrólisis ígnea se aplica en la industria del cloro y la sosa cáustica, donde las sales de cloro fundido se someten a electrólisis para producir diversos productos como hidróxido de sodio, cloro, hipoclorito de sodio e hidrógeno. El aluminio metálico también se produce por electrólisis ígnea, en este caso alúmina pura (óxido de aluminio Al_dosO₃) en un baño de criolita (Na₃AlF₆) fundición se utiliza en la producción del metal.

Los electrodos utilizados en los procesos de electrólisis son muy importantes, ya que influyen en la demanda de energía del proceso. Algunos electrodos participan en la reacción, siendo consumidos por ejemplo, en este caso llamamos al electrodo activo, de lo contrario el electrodo es inerte. El electrodo donde tiene lugar la reducción se llama cátodo porque los cationes se mueven hacia él. Por otro lado, el electrodo donde se produce la oxidación se denomina ánodo, debido a la migración de aniones hacia él.
Referencia:

SHREVE, RN & BRINK Jr, JA – Industrias de procesos químicos – 4ª ed. Guanabara Koogan, SA Río de Janeiro, 1980.