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FamosaProceso Downs (sodio metal)
2 NaCl →(electrólisis fundida) 2 Na + Cl₂
¿En qué consiste esta reacción?
El proceso Downs produce sodio metal por electrólisis de cloruro de sodio fundido. Es la principal vía industrial para obtener Na metálico, usado en síntesis química, fármacos, lámparas de vapor de sodio y reactivo en otras industrias.
Mecanismo de la reacción
El NaCl fundido se electroliza con CaCl₂ como fundente (rebaja el punto de fusión de 800 °C a ~600 °C). El cátodo de hierro reduce Na⁺ a Na líquido. El ánodo de grafito oxida Cl⁻ a Cl₂ gas. Sodio y cloro se separan por un diafragma.
Condiciones necesarias
Mezcla NaCl/CaCl₂ a 600 °C, ~7 V, corriente alta. Cátodos de Fe, ánodos de grafito.
Termodinámica y energía
Reacción no espontánea: requiere energía eléctrica para forzar la descomposición.
Aplicaciones
Síntesis del sodio metal
Producción mundial principal de Na metálico, usado como reductor en química industrial.
Cloro como subproducto
El Cl₂ producido se vende como subproducto.
Fabricación de plomo tetraetilo
Histórico aditivo de gasolinas (hoy retirado).
Errores frecuentes en exámenes
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Operar sin CaCl₂: el NaCl puro funde a 801 °C, demasiado caro.
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Mezclar Na con humedad o aire: explosión.
Seguridad y manejo
Procesamiento a temperatura alta con metales fundidos: equipo robusto. Cl₂ tóxico requiere contención. Sodio metal incendia con agua: almacenamiento bajo aceite mineral o atmósfera de Ar.
Curiosidades
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James Downs lo patentó en 1924.
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Anteriormente el Na se hacía por proceso Castner (más caro y peligroso).
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El CaCl₂ como fundente fue el avance clave: redujo el coste energético.