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Redox en la industria

Una reacción de óxido-reducción se caracteriza porque hay una transferencia de electrones, en donde una sustancia gana electrones y otra sustancia pierde electrones:

  • La sustancia que gana electrones disminuye su número de oxidación. Este proceso se llama Reducción.
  • La sustancia que pierde electrones aumenta su número de oxidaciónEste proceso se llama Oxidación.

Por lo tanto, la Reducción es ganancia de electrones y la Oxidación es una pérdida de electrones.

Los procesos redox son la base del funcionamiento de las pilas.

Las pilas básicamente consisten en dos electrodos metálicos sumergidos en un líquido, sólido o pasta que se llama electrolito. El electrolito es un conductor de iones.

Cuando los electrodos reaccionan con el electrolito, en uno de los electrodos (el ánodo) se producen electrones (oxidación), y en el otro (cátodo) se produce un defecto de electrones (reducción). Cuando los electrones sobrantes del ánodo pasan al cátodo a través de un conductor externo a la pila se produce una corriente eléctrica.

Las baterías eléctricas, por medio de una reacción química producen, en su terminal negativo, una gran cantidad de electrones (que tienen carga negativa) y en su terminal positivo se produce una gran ausencia de electrones (lo que causa que este terminal sea de carga positiva).

Ahora, si esta batería alimenta un circuito cualquiera, hará que por éste circule una corriente de electrones que saldrán del terminal negativo de la batería, (debido a que éstos se repelen entre si y repelen también a los electrones libres que hay en el conductor de cobre), y se dirijan al terminal positivo donde hay un carencia de electrones, pasando a través del circuito al que está conectado. De esta manera se produce la corriente eléctrica.

El proceso químico no se presenta por tiempo indefinido, sino que después de algún tiempo deja de tener efecto (Se nota porque su voltaje va disminuyendo). Esta es la causa de que las baterías tengan una vida finita. Una de las pilas más conocida es la pila seca. Ver la figura.

Por medio de una reacción química la cubierta de zinc atrae electrones y se carga negativamente y el carbón pierde electrones y se carga positivamente. Debido a que la reacción química oxida el zinc la pila tiene una vida limitada.

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Las reacciones de redox son que procesos tienen una  aplicación industrial de purificar y encontrar sustancias, ya que constituyen el principio de funcionamiento de las pilas eléctricas y se emplean para refinar electroquímicamente determinados metales. Una aplicación industrial de los procesos de óxido-reducción que permite obtener cloro, hidrógeno e hidróxido de sodio es la electrólisis de una solución de cloruro de sodio.
Los procesos redox también son muy importantes, por ejemplo, en  la reducción de minerales para la obtención del aluminio o del hierro o en la corrosión. Una aplicación industrial importante de la electrólisis es el horno eléctrico, que se utiliza para fabricar aluminio, magnesio y sodio. En este horno se calienta una carga de sales metálicas hasta que se funden y se ionizan. A continuación, se deposita el metal. Los métodos electrolíticos se utilizan también para refinar el plomo, estaño,  cobre,  oro y  plata. La ventaja de extraer o metales por procesos electrolíticos es que el metal depositado es de gran pureza.

Otra aplicación es la galvanoplastia que se usa para depositar películas de metales preciosos en metales base. También se utiliza para depositar metales y aleaciones en piezas metálicas que necesiten un recubrimiento.

La electrodeposición es un tratamiento electroquímico donde se apegan los cationes metálicos contenidos en una solución acuosa para ser sedimentados sobre un objeto conductor creando una capa. El tratamiento utiliza una corriente eléctrica para reducir sobre la extensión del cátodo los cationes contenidos en una solución acuosa. Al ser reducidos los cationes precipitan sobre la extensión creando una película fina. El espesor dependerá de varios factores.

La electrodepositación se emplea principalmente para adjudicar una capa con una propiedad ansiada (por ejemplo, resistencia a la abrasión y al desgaste, protección frente a la corrosión, la necesidad de lubricación, cualidades estéticas, etc.) a una superficie que de otro modo escasea de esa propiedad. Otra aplicación de la electropositación es recrecer el espesor de las piezas desgastadas mediante el cromo duro.

Su funcionamiento es el antagónico al de una celda galvánica, que utiliza una reacción redox para obtener una corriente eléctrica. La pieza que se desea recubrir se sitúa en el cátodo del circuito, mientras que el ánodo es del metal con el que se desea recubrir la pieza. El metal del ánodo se va consumiendo, reponiendo el depositado. En otros procesos de electrodepositación donde se emplea un ánodo no consumible, como los de plomo o grafito, los iones del metal que se deposita deben ser periódicamente repuestos en el baño a medida que se extraen de la solución.

CONCLUSIÓN

Los procesos redox en la industria constituyen una importante parte ya que sin ellos no podríamos darle características específicas a los metales mediante películas protectoras de otras (electrodeposición).
También son imprescindibles en los procesos de refinados de metales mediante la deposición de metales. Son la base de los procesos relacionados en la metalurgia y siderurgia.

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