¿Qué productos se obtienen de la electrólisis del cloruro de sodio en disolución acuosa?

Se obtienen Cl2 gas en el ánodo, H2 gas en el cátodo y NaOH acuoso, que se recoge como los iones OH-. Los gases se separan en compartimentos distintos para evitar que reaccionen y formen HCl.

¿Por qué el hierro galvanizado está protegido contra la oxidación?

El cinc se oxida antes que el hierro y forma una capa de óxido impermeable y adherente que impide que la oxidación progrese. Incluso si la capa se perfora, el cinc se oxida en lugar del hierro.

Electrólisis del NaCl, galvanizado y corrosión del hierro: resumen

Resumen

El texto explica las aplicaciones industriales de la electrólisis, como la obtención de Cl2, H2 y NaOH a partir del cloruro de sodio en disolución acuosa y del aluminio a partir de Al2O3. También describe los recubrimientos metálicos por electrólisis y el problema de la corrosión, en especial la oxidación del hierro. Por último, presenta la protección del hierro mediante pintura o galvanizado con cinc y el papel del cinc como ánodo de sacrificio.

Puntos clave

La electrólisis del NaCl en disolución acuosa produce Cl2 en el ánodo, H2 en el cátodo y NaOH en disolución.
Cl2 y H2 se obtienen en compartimentos separados para evitar que reaccionen y formen HCl.
El dorado o plateado de objetos se consigue por electrólisis de disoluciones con iones Au3+ o Ag+.
La herrumbre es Fe2O3·nH2O, un compuesto de color marrón naranja formado por la oxidación del hierro.
El hierro galvanizado está recubierto de cinc, que forma una capa de óxido impermeable y adherente.
Si la capa de cinc se perfora, el cinc actúa como ánodo y el hierro como cátodo, por tener el cinc un potencial más negativo.

Ponte a prueba

Los procesos electrolíticos tienen numerosas e importantes aplicaciones en nuestra sociedad.

Es la base de algunos procesos industriales. Uno de los más importantes es la electrólisis del cloruro de sodio, de la que se obtiene Cl₂, que se emplea como blanqueante (en la industria papelera), desinfectante (por ejemplo, para purificar el agua) y para fabricar HCl. Otro proceso electrolítico importante es el de Al₂O₃ para obtener aluminio metálico.

La electrólisis del cloruro de sodio se puede realizar en estado fundido o en disolución acuosa (agua del mar). En el primer caso se obtiene Cl₂ gas y Na metal, y en el segundo caso, H₂ y Cl₂ en estado gaseoso e hidróxido de sodio acuoso.

(En estado fundido, la hemos estudiado anteriormente)

Electrólisis del NaCl en Disolución Acuosa

Semirreacción de oxidación (ánodo): 2Cl^-_(l) - 2e^- → Cl_{2 (g)}

Semirreacción de reducción (cátodo): 2H₂O _(l) + 2e^- → H_{2 (g)} + 2OH^-_(aq)

Reacción redox global de la cuba: 2H₂O_(l) + 2Cl^-_(aq) → Cl_{2 (g)}+ H_{2 (g)} + 2 OH^-_(aq)

Se obtienen Cl₂ y H₂ en compartimentos separados para evitar que reaccionen entre sí y se forme HCl. Los OH^- se recogen en forma de NaOH.

Recubrimientos Metálicos y Galvanizado

Otra de las aplicaciones importantes de la electrólisis son los recubrimientos metálicos o galvanizado de metales, con dos fines fundamentalmente:

Dorado o plateado de objetos metálicos para su embellecimiento. La electrólisis de una disolución conteniendo iones Au³⁺ o Ag⁺, sobre la superficie metálica que se quiere tratar, permite alcanzar este fin.
Recubrimientos de superficies metálicas, hierro o acero, con metales que resistan mejor la corrosión (con Zn, Ni, Cr, etc.).

Corrosión de Metales

La corrosión tiene gran transcendencia económica ya que puede llegar a inutilizar piezas y estructuras con el evidente peligro y perjuicio.

La corrosión es el deterioro que sufren especialmente los metales. La mayoría de los metales expuestos a la intemperie se corroen, perdiendo las propiedades que justifican su uso.

El ejemplo más típico es la formación de herrumbre u oxidación del hierro. Se forma un compuesto de color marrón naranja, denominado herrumbre u orín: Fe₂O₃ · nH₂O.

Protección Contra la Corrosión

Existen varios sistemas para proteger el hierro o el acero (aleaciones de hierro con < 1% de C). Una de ellas es prevenir la oxidación recubriendo el metal con una capa protectora que evite el contacto con el oxígeno atmosférico y la humedad. Estas capas pueden ser pintura, por ejemplo, de minio. Otra posibilidad es recubrir el hierro con otro metal que se oxide antes, formando éste una capa protectora. El hierro galvanizado, es hierro protegido con una capa de cinc. El cinc también se oxida, pero la fina capa de óxido que forma es impermeable y adherente e impide que la oxidación del cinc progrese. Si la capa de cinc se perfora, y la capa de hierro entra en contacto con aire húmedo, se formaría una pila local o micropila. Como el cinc tiene un potencial redox más negativo que el del hierro, el primero actuaría como ánodo y el hierro como cátodo. De este modo, quedaría inhibida la corrosión del hierro, gracias a la oxidación del cinc.

La protección duraría mientras haya cinc.