Instagram
Fabricación del hipoclorito de sodio: del agua salada al desinfectante
El hipoclorito de sodio, NaClO, es ese líquido que todos conocemos por nombres cotidianos: lejía, cloro, lavandina, blanqueador. Químicamente es un oxidante potente, con el cloro en estado de oxidación +1, el sodio en +1 y el oxígeno en -2. Esa combinación lo convierte en un biocida efectivo y, a la vez, en un blanqueador capaz de destruir una gran variedad de colorantes.
La producción más barata y extendida parte de tres ingredientes que casi cualquier planta tiene al alcance: sal común, agua y electricidad. El proceso se engloba dentro de la industria cloro-álcali, y se lleva a cabo mediante la electrólisis de una solución concentrada de cloruro de sodio, la llamada salmuera. No hace falta almacenar ni transportar cloro gaseoso, y eso ya de entrada reduce riesgos, costes logísticos y cargas regulatorias.
Dentro de una celda electrolítica, con su cátodo negativo, su ánodo positivo y, en diseños más modernos, una membrana catiónica, circula una corriente continua a través de la salmuera. En el ánodo los iones cloruro se oxidan: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻. En el cátodo, el agua se reduce liberando hidrógeno y iones hidróxido: 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻. El cloro que se forma en el ánodo reacciona con los hidróxidos del cátodo, y la reacción global queda como NaCl + H₂O → NaOCl + H₂. La etapa clave, cuando no hay diafragma, es la mezcla Cl₂ + 2OH⁻ → ClO⁻ + Cl⁻ + H₂O.
Existe una segunda ruta, el método de absorción química o cloración cáustica, que hace burbujear gas cloro en una disolución fría y diluida de hidróxido de sodio: Cl₂ + 2NaOH → NaClO + NaCl + H₂O. Da un producto bastante puro, con concentraciones del 10-15% en peso, pero obliga a manipular cloro gaseoso, uno de los productos industriales más peligrosos que existen. Eso ha empujado a la industria hacia la electrólisis in situ como vía dominante.
El primer paso operativo es la preparación y purificación de la salmuera. Se disuelve sal de grado industrial en agua hasta lograr una disolución saturada de entre 26 y 30% de NaCl en peso. Después hay que eliminar calcio, magnesio y otros cationes multivalentes, porque si no, precipitan sobre los electrodos y la eficiencia se desploma. Un sistema típico de purificación incluye:
- Reactores de ablandamiento
- Etapas de filtrado
- Pulido por intercambio iónico en sistemas de membrana
Una vez la salmuera está limpia, entra en la pila electrolítica. Ahí es donde la magia ocurre. Los ánodos modernos son de estabilidad dimensional (DSA), titanio recubierto con óxidos metálicos mixtos, normalmente RuO₂-IrO₂, por su alta actividad catalítica y su estabilidad. Los cátodos pueden ser de titanio, acero inoxidable o aleaciones de níquel.
El gas hidrógeno que sale como subproducto inevitable necesita ventilación segura, diluyéndose con aire mediante sistemas de detección de gases para evitar atmósferas explosivas. En sistemas continuos, la concentración del producto que sale de la pila depende del diseño: sin membrana se queda entre 0,3 y 0,8% de NaClO; con membranas de intercambio iónico selectivo, que dejan pasar los iones sodio pero impiden que el hipoclorito migre al ánodo y se destruya, se alcanzan productos del 10-15%, comparables al hipoclorito comercial.
“Cada aumento de 10 °C multiplica por 3,5 la velocidad de descomposición del hipoclorito sódico”
Dato clave