¿Qué es un cátodo de electrólisis?
Un cátodo de electrólisis es el nodo en el que se reúnen los cationes, los iones cargados positivamente de una descomposición de electrólisis. La electrólisis se refiere al proceso de pasar una corriente eléctrica directa a través de una solución química que consiste en iones positivos y negativos. Se realiza colocando dos electrodos, cada uno de ellos conductor de electricidad conectado a una fuente de alimentación externa, en una solución química para producir el resultado deseado: una separación de la solución en sus iones básicos. Los electrodos son el cátodo y el ánodo, siendo el ánodo el nodo en el que se juntan los aniones, iones cargados negativamente.
El cátodo de electrólisis generalmente está hecho de silicio, grafito o un metal como el cobre, el acero o el fosfato de hierro y litio. El propósito del cátodo es liberar electrones, lo que hace que tenga una carga negativa general que atrae todos los cationes contenidos en la solución. El proceso por el cual estos cationes migran al cátodo de electrólisis se conoce como reducción. Junto con la oxidación, el proceso por el cual los aniones migran al ánodo, la reducción permite que ocurra la descomposición de una solución.
La electrólisis y, por extensión, la noción del cátodo de electrólisis, fue pionera por primera vez por William Nicholson y Anthony Carlisle en 1800. Nicholson y Carlisle deseaban replicar un experimento anterior de Alessandro Volta, un científico italiano que descubrió que se puede producir una corriente usando dos metales unidos a cualquier conductor: tejido muscular o salmuera, por ejemplo. Tras los hallazgos de Volta, Nicholson y Carlisle organizaron su experimento de manera similar utilizando placas de metal, un conductor y un electroscopio para medir los cambios en la carga eléctrica.
Fue difícil establecer y mantener el contacto entre las placas y el electroscopio, por lo que Nicholson y Carlisle usaron agua como agente aglutinante. Mientras realizaban el experimento, se sorprendieron al descubrir que el agua se descomponía en iones de hidrógeno positivos que aparecían como gas de hidrógeno e iones de oxígeno negativos, que resultaron ser oxígeno gaseoso. Sin darse cuenta, los dos científicos británicos acababan de descubrir el proceso químico de la electrólisis y denotaban la importancia del cátodo de electrólisis.
Hay muchos usos comerciales e industriales para un cátodo de electrólisis. Estos usos incluyen la recarga de baterías recargables; produciendo grandes cantidades de gas hidrógeno, solución de cloro e hidróxido de sodio a través de la electrólisis de agua salada; y galvanoplastia de diversos materiales para hacerlos más fuertes y más confiables. Sin este electrodo importante, no existirían muchos procesos químicos de los que dependen las industrias modernas.