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¿Qué es la electrólisis y cómo funciona en el níquel y el cobre?

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Productos que se hacen con níquel

De los distintos productos minerales que se han ido descubriendo a lo largo de las décadas, el níquel es considerado

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La electrólisis es un proceso que se lleva a cabo para separar los elementos de un compuesto a través de la electricidad. Se trata de un procedimiento que se lleva a cabo sobre distintos materiales. A continuación, veremos todo lo que hay que saber al respecto.

¿En qué consiste la electrólisis?

Lo que se conoce como electrólisis se refiere a un proceso que separa los elementos de un compuesto mediante electricidad. Ciertas sustancias son conductoras de electricidad y se descomponen cuando pasa una corriente eléctrica. Estas sustancias reciben el nombre de electrolitos. Básicamente, podemos decir que la electrólisis es un proceso de oxidación y reducción que se lleva a cabo de manera no espontánea. Es un conjunto de transformaciones que implican un aumento en la energía libre de un sistema, requiriendo una fuerza externa de energía para ello.

Las reacciones que se dan en los electrodos de la electrólisis se determinan por leyes energéticas. La reacción en cada electrodo corresponde a una reacción que produce la máxima disminución de energía libre. En la electrólisis se producen reacciones que están vinculadas a una reacción total que produce un aumento de energía libre mínimo.

Electrólisis y níquel

Dentro de la electrólisis, podemos encontrar el concepto de niquelado electrolítico. Este es una técnica de electrodeposición de una capa delgada de níquel sobre un objeto o material metálico. Esta capa puede tener fines decorativos, pero también fines de aumentar la resistencia a la corrosión y al desgaste. Para llevar esto a cabo, las piezas que van a ser tratadas deben estar limpias y libres tanto de corrosión como de defectos y de suciedad. Además, es necesaria una combinación de tratamiento térmico, limpieza, decapado y grabado para limpiar y proteger la pieza a lo largo del proceso de recubrimiento electrolítico. Luego, lo que se hace es sumergir la pieza en una solución de electrolito, usándolo como cátodo. El ánodo de níquel pasa a disolverse en el electrólito en forma de iones de níquel. Finalmente, estos iones viajan a través de dicha solución y pasan a depositarse en el cátodo para lograr el recubrimiento.

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Electrólisis y cobre

La mayor parte del cobre como materia prima que se utiliza en el mundo proviene de los minerales en los que el cobre aparece como mineral en forma de sulfuro. El sulfato de cobre es capaz de disolverse fácilmente en agua. Al ser un electrolito, se divide en iones que se mueven libremente entre la solución. En caso de sumergir dos electrodos de cobre en esta solución, estos son atraídos hacia el cátodo. Cuando llegan allí, pasan a convertirse en átomos de cobre neutro. Algo que se debe tener en cuenta es que, durante la electrólisis del sulfato de cobre con electrodos de cobre, el material de base se deposita en el cátodo y es extraída una misma cantidad de cobre del ánodo.

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El Cobalto es un elemento químico. Su número atómico es 27 y su símbolo Co. Se encuentra situado en el grupo 9 de la tabla periódica de los elementos. Se trata de un metal ferromagnético de tonalidad blanca y azulada. Su temperatura de Curie es igual a 1388 grados Kelvin.

Importancia del cobalto

Hasta 2017, se producía en el mundo una cantidad de cobalto mucho mayor de la que se consumía efectivamente. Esto fue cambiando a partir de ese momento, donde la demanda ha crecido a pasos agigantados, generando una situación completamente diferente en la que el cobalto puede no ser suficiente para dicha demanda. Ello tiene que ver con muchos factores. Uno de los más importantes está relacionado a que es un material clave para grandes marcas, como es el caso de Tesla, en el ámbito de la tecnología, que están usando el cobalto para mejorar el rendimiento y el funcionamiento de sus vehículos eléctricos. También es el caso de la gigante de computadoras y teléfonos Apple, donde el cobalto ocupa un rol clave para la duración de la batería de los iPhones.

Lo que lleva a esto es que el cobalto es un material que tiene la cualidad de poder potenciar las propiedades de otros metales, como es el caso del litio, utilizado este desde hace tiempo en las baterías.

Tesla y la demanda del cobalto

Sin duda, la empresa que ha impulsado especialmente la demanda de cobalto es Tesla. Ello, en particular, cuando la empresa anunció que empezaría a fabricar un vehículo a un precio más accesible. Hay que tener en cuenta el contexto, donde las empresas solían llevar a cabo grandes aleaciones para poder obtener un mejor uso del mineral. Esto era así en particular antes de que se llegara a extender masivamente el uso de las baterías de cobalto y litio. Con el paso del tiempo, eso ha sido desplazado, dando lugar a los fabricantes de baterías que, hoy, acaparan el 45% de la producción de cobalto a nivel mundial.

Dicha situación ha llevado a que la demanda del cobalto pueda registrar una década de crecimientos de por lo menos un 5% por año. Sin embargo, esto aumentó especialmente cuando Tesla anunció un modelo de vehículo mucho más accesible. En esta situación, más de media docena de fondos de inversión han comprado, a lo largo del último tiempo, cerca de 6.000 toneladas de cobalto valoradas en 280 millones de dólares.

Los datos del cobalto

Finalmente, los datos del cobalto en la actualidad son muy importantes para comprender el rol que este mineral está teniendo en el desarrollo tecnológico a nivel mundial. Los más importantes son:

• 45% del cobalto se utiliza en la fabricación de baterías de litio
• Para 2017, el gobierno chino ya compraba 5.000 toneladas de cobalto en menos de un año
• Más del 40% del cobalto refinado se produce en China
• El 50% del cobalto se obtiene de las minas de la República Democrática del Congo

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De los distintos productos minerales que se han ido descubriendo a lo largo de las décadas, el níquel es considerado uno de los más relevantes para la vida social y productiva. Esto se debe a sus interesantes propiedades magnéticas que hacen que, al integrarse con otros materiales, se logren excelentes beneficios de resistencia a la corrosión, resistencia al deterioro y al calor, entre otros. A continuación, vamos a hablar acerca de algunos de los múltiples productos que, hoy en día, se llevan a cabo con este material.

Productos con níquel y hierro

Uno de los materiales a los que es más frecuente que el níquel sea unido es el hierro. Esta unión se hace especialmente para la fabricación de acero inoxidable pudiendo, a partir de allí, generar todo tipo de herramientas, desde utensilios de cocina hasta cubiertos, herramientas, joyas, entre otros.

El níquel en la medicina

Uno de los campos que mayores beneficios obtiene de la utilización del níquel es la medicina. Debido a que el níquel permite crear acero inoxidable, es ampliamente utilizado en instrumentos médicos. Esto se debe a que el acero inoxidable es versátil y biocompatible. El principal uso en este sentido es en instrumentos quirúrgicos, pero, a medida que el tiempo pasa, las aplicaciones de este material se van ampliando en el sector.

De todos modos, hay otro material que requiere del níquel para existir como se lo conoce y que ha ido ganando lugar en la medicina. Estamos hablando del nitinol. El nitinol tiene un 55% de níquel y un 45% de titanio. Es interesante para los implantes médicos, destacándose especialmente por su elasticidad y por su memoria de forma. Además, es un material biocompatible y viene logrando reemplazar al acero inoxidable en muchas aplicaciones.

Objetos metálicos

El níquel aparece en muchos objetos metálicos que utilizamos todos los días. Se destacan en particular las monedas, las hebillas, los cierres de prendas de indumentaria, los utensilios de cocina, entre otros. También lo podemos encontrar en mucha bisutería y en relojes. Además, es cada vez más frecuente en material protésico tanto ortopédico como dental.

Objetos no metálicos

En lo que respecta a objetos no metálicos, podemos decir que el níquel se usa especialmente para la creación de pinturas metalizadas, para pigmentos para pinturas, para papeles de empapelar paredes, entre otros. También es frecuente en las pinturas para vidrios, cerámica y cristales. Se usa como fertilizante soluble de uso doméstico y como compuesto de celulosa.

Conservas de alimentos

Otro uso frecuente del níquel es en las conservas de alimentos enlatados y en otras formas de conservar alimentos. Muchas de las monedas que circulan en el mercado, en distintos países, están fabricadas en cobre.

Instrumentos musicales

El níquel es un material que se puede usar en la fabricación de distintos tipos de instrumentos musicales. De todas maneras, una de las aplicaciones más frecuentes en este sentido tiene que ver con la fabricación de cuerdas metálicas para instrumentos de cuerdas. Dentro de los instrumentos, los que más suelen usar níquel son, en particular, las guitarras eléctricas.

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