ELETRÓLISE - QUÍMICA

ELETRóLISE

GRUPO: Ana Clara, Ana Lívia, Ana Luíza, Ariane, Ana Vitória, David, Kaique, Lara, Leonardo, Letícia, Lynda, Maria Clara e Rafael.

Química

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O que é eletrólise?

Eletrólise é um processo físico-químico que utiliza a energia elétrica de uma fonte qualquer (como pilha ou bateria) para forçar a ocorrência de uma reação química de produção de substâncias simples ou compostas que não podem ser encontradas na natureza ou que não são encontradas em grande quantidade.

O QUE OCORRE ? Durante a eletrólise, um cátion sofre redução no cátodo, e um ânion sofre oxidação no ânodo. Isso acontece por meio da descarga elétrica fornecida por uma fonte externa. Assim, temos na eletrólise uma reação de oxidação e redução não espontâneas.

AS DUAS FORMAS DE OCORRÊNCIA DA ELETRÓLISE:

1. ELETRÓLISE ÍGNEA

→ Nesse tipo de eletrólise, utilizamos uma substância iônica no estado líquido em uma cuba eletrolítica. Quando a substância iônica (XY) é submetida à fusão, ela sofre o processo de dissociação, como representado abaixo:

Fusão Dissociação

Quando a fonte de energia elétrica é ligada, o cátion (X+) desloca-se em direção ao cátodo, e os ânions (Y-) deslocam-se em direção ao ânodo. Com isso: No cátodo: Os cátions recebem elétrons (sofrem redução) e transformam-se em uma substância estável (X), processo representado pela equação a seguir:

No ânodo: os ânion perdem elétrons (sofrem oxidação) e transformam-se em uma substância estável (X), processo representado pela equação a seguir:

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Exemplo de eletrólise ígnea

Como exemplo, acompanhe agora a eletrólise ígnea do cloreto de sódio (NaCl). Quando o cloreto de sódio (NaCl) é submetido à fusão, ele sofre o processo de dissociação, como representado abaixo:

Em seguida, quando a fonte de energia elétrica é ligada, o cátion (Na+) desloca-se em direção ao cátodo, e os ânions (Cl-) deslocam-se em direção ao ânodo. Com isso: No cátodo: os cátions Na+ recebem elétrons (sofrem redução) e transformam-se em uma substância estável (Na, que é um metal sólido), processo representado pela equação abaixo:

No ânodo: os ânions Cl- perdem elétrons (sofrem oxidação) e transformam-se em uma substância estável (Cl2, que é gasoso), processo representado pela equação abaixo:

Assim, na eletrólise ígnea do cloreto de sódio, temos a formação de sódio metálico (Na) e gás cloro (Cl2).

2. Eletrólise aquosa

Nesse tipo de eletrólise, utilizamos uma substância iônica dissolvida na água, dentro da cuba eletrolítica. Assim, antes de realizar a eletrólise, primeiramente misturamos a substância (geralmente um sal inorgânico) na água para provocar sua dissociação (liberação de um cátion e um ânion), como representado abaixo:

Com isso, no interior da cuba eletrolítica, temos a presença de dois cátions (um proveniente da substância iônica e outro proveniente da água) e dois ânions (um proveniente da substância iônica e outro proveniente da água).

Para saber qual cátion se deslocará para o cátodo e qual ânion se deslocará para o ânodo, é necessário conhecer a ordem de descarga de cátions e ânions.

Para cátions: Au>Pt>Hg>Ag>Cu>Ni>Cd>Pb>Fe>Zn>Mn>hidrônio>família IIIA> família IIA > família IA Para ânions Ânions não oxigenados e o HSO4 > hidróxido > ânions oxigenados e F Em seguida, quando a fonte de energia elétrica é ligada, um cátion (X+) desloca-se em direção ao cátodo, e um dos ânions (Y-) desloca-se em direção ao ânodo. No cátodo: os cátions recebem elétrons (sofrem redução) e transformam-se em uma substância estável (X), processo representado pela equação abaixo:

No cátodo: os cátions recebem elétrons (sofrem redução) e transformam-se em uma substância estável (X), processo representado pela equação abaixo:

No ânodo: os ânions perdem elétrons (sofrem oxidação) e transformam-se em uma substância estável (Y), processo representado pela equação abaixo:

Exemplo de eletrólise aquosa

Como exemplo, utilizaremos a eletrólise aquosa do cloreto de sódio (NaCl). Quando o cloreto de sódio (NaCl) é dissolvido na água, ele sofre o processo de dissociação, como representado abaixo:

Além da dissociação do NaCl, temos a autoionização da água:

Temos, então, os cátions H+ e Na+ e os ânions OH- e Cl-. Em seguida, quando a fonte de energia elétrica é ligada, temos o seguinte:

No cátodo: os cátions H+ recebem elétrons (sofrem redução) e transformam-se em uma substância estável (H2, que é um gás). Isso ocorre porque o hidrônio tem prioridade de descarga em relação aos elementos da família IA (no caso, o Na). O processo é representado pela equação abaixo:

No ânodo: os ânions Cl- perdem elétrons (sofrem oxidação) e transformam-se em uma substância estável (Cl2, que é gasoso). Isso ocorre porque o Cl- é um ânion não oxigenado e tem prioridade de descarga em relação ao hidróxido, processo representado pela equação abaixo:

Assim, na eletrólise aquosa do cloreto de sódio, temos a formação de gás hidrogênio (H2) e gás cloro (Cl2).