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Eletrólise

ENERGIA Eletrólise eletrólise Eletrólise REAÇÕES QUÍMICAS

A ELETRÓLISE É O PROCESSO CONTRÁRIO À PILHA.

Vamos ver agora uma eletrólise. Observe com atenção para nos relatar o que percebeu deste processo!!

Pilha e eletrólise são processos contrários, os sinais do ânodo e cátodo são também invertidos.

ÂNODO

Pilha: fornece elétrons , sinal negativo

Eletrólise : recebe elétrons dos ânions do eletrólito e tem sinal positivo.

CÁTODO

Pilha: recebe elétrons e tem sinal positivo

Eletrólise: fornece elétrons dos cátions do eletrólito e tem sinal negativo

ÂNODO: tanto na pilha como na eletrólise é o local onde ocorre oxidação

CÁTODO: tanto a pilha como na eletrólise é o local onde corre redução.

Eletrólise

Em princípio qualquer pilha pode ser convertida em célula eletrolítica aplicando-se uma tensão externa oponente, superior à tensão produzida pela pilha.

Há dois tipos de eletrólise: eletrólise ígnea e eletrólise em soluções aquosas.

ELETRÓLISE ÍGNEA:

É o processo de decomposição de uma substância iônica fundida por meio da passagem de corrente elétrica.

A eletrólise do cloreto de sódio fundido ( um exemplo de eletrólise ígnea )

Eletrólise

Eletrólise Ígnea

Preste atenção na célula eletrolítica desenhada.

Ela consiste em um par de eletrodos inertes, digamos, de platina, mergulhados no NaCl fundido (líquido).

Como o ponto de fusão do NaCl é cerca de 800oC, a célula deve operar acima desta temperatura.

A bateria ligada por meio do circuito externo tem a finalidade de bombear elétrons para fora do ânodo e para dentro do cátodo.

Os íons de cloro com a sua carga negativa são atraídos ao ânodo, onde perdem um elétron:

Cl - Eletrólise Cl + e-

Os átomos de cloro se juntam, dois a dois, formando gás Cl2:

2 Cl - Eletrólise Cl2 (g)

A reação anódica é:

2 Cl - Eletrólise Cl2 (g) + 2 e -

Os íons de sódio positivamente carregados são atraídos para o cátodo, onde cada íon recebe um elétron:

Na+ + e - EletróliseNa(l)

Sendo o ponto de fusão do sódio apenas 98oC, o sódio que se forma permanece líquido e sobe à superfície nas proximidades do eletrodo.

A reação da célula eletrolítica será:

Ânodo: 2 Cl - Eletrólise Cl2(g) + 2 e -

(oxidação)

 

Cátodo: { Na+ + e- Eletrólise Na(l) } x 2

(redução)

2 Na + + 2 Cl- Eletrólise2 Na(l) + Cl 2 (g)

À medida que os íons Cl- são removidos no ânodo, outros íons Cl- se movem em direção a este eletrodo e tomam lugar dos primeiros. Semelhantemente, a remoção dos íons Na+ no cátodo acarreta a movimentação de outros Na+ para esse eletrodo.

A imigração continua de cátions em direção ao cátodo e de ânions em direção ao ânodo.

ELETRÓLISE DE SOLUÇÕES AQUOSAS USANDO ELETRODOS INERTES

Se ao invés de usarmos cloreto de sódio fundido, utilizássemos solução aquosa de cloreto de sódio, teríamos um problema:

Tanto a água quanto o cloreto de sódio podem ionizar:

H 2 O Eletrólise H+ + OH -

e

NaCl Eletrólise Na+ + Cl -

Desta forma teremos uma competição:

O pólo negativo pode descarregar H+ ou Na+

O pólo positivo pode descarregar OH- ou Cl-

O PÓLO NEGATIVO DESCARREGA EM PRIMEIRO LUGAR,

O CÁTION DE REDUÇÃO MAIS FÁCIL

O PÓLO POSITIVO DESCARREGA EM PRIMEIRO LUGAR O ÂNION DE OXIDAÇÃO MAIS FÁCIL

FACILIDADE DE LIBERAÇÃO DE CÁTIONS

Em igualdade de concentrações, o cátion "mais abaixo" é liberado mais facilmente que cátions "mais acima" na tabela:

MENOR

CÁTIONS DE METAIS ALCALINOS

FACILIDADE

CÁTIONS DE METAIS ALCALINOS TERROSOS

 

ALUMÍNIO Al+3

 

HIDROGÊNIO H+

MAIOR

OUTROS METAIS COMO: Mn2+

FACILIDADE

Zn2+

 

Fe 2+

 

Pb 2+

 

METAIS NOBRES COMO: Cu 2+

 

Ag +

 

Hg 2+

 

Au 3+

Assim, o cátion hidrogênio é liberado depois de qualquer cátion de metal, com exceção de metais alcalinos, metais alcalinos terrosos e do cátion alumínio.

FACILIDADE DE LIBERAÇÃO DE ÂNIONS

Em igualdade de concentrações os âníons "mais acima" são liberados mais facilmente do que âníons "mais abaixo".

MAIOR

Facilidade

Âníons não oxigenados como:

Cl - , F -, I -, S 2 -

 

Ânions orgânicos como: R-COO-

 

OH - (hidroxidrila)

MENOR

facilidade

Âníons oxigenadas como : NO 3-

SO4 2 - , PO4 3 -

 

F -

Assim o ânion hidroxila era liberado depois de ânions não oxigenados e ânions orgânicos.

Fonte: educar.sc.usp.br

Eletrólise

Eletroquímica

Pilha

Pilha é qualquer dispositivo no qual uma reação de oxi-redução espontânea produz corrente elétrica.

Cátodo é o eletrodo no qual há redução (ganho de elétrons). É o pólo positivo da pilha.

Ânodo é o eletrodo no qual há oxidação (perda de elétrons). É o pólo negativo da pilha.

Os elétrons saem do ânodo (pólo negativo) e entram no cátodo (pólo positivo) da pilha.

Representação convencionada pela IUPAC:

Ânodo/Solução do ânodo//Solução do cátodo/Cátodo

Exemplo: Pilha de Daniell Zn/Zn2+//Cu2+/Cu

Eletrodo padrão

Eletrodo padrão é aquele no qual as concentrações das substâncias em solução é igual a 1 mol/L e a temperatura é de 25°C.

No caso de um gás participar do eletrodo, sua pressão deve ser igual a 1 atm.

Por convenção, o potencial padrão de eletrodo do hidrogênio é igual a zero e o seu potencial padrão de redução é igual a zero.

A IUPAC eliminou o termo potencial de oxidação. Sempre deve ser usada a expressão potencial de redução.

A medida do potencial padrão de redução de um dado eletrodo padrão é feita medindo-se a ddp de uma pilha padrão na qual uma das semipilhas é um eletrodo padrão de hidrogênio e a outra é o eletrodo padrão cujo E0red se quer medir.

Quanto maior for o E0red, mais fácil será a redução e mais forte será o oxidante.

Quanto menor for o E0red, mais difícil será a redução e mais fraco será o oxidante.

Quanto maior for o E0red, mais difícil será a oxidação e mais fraco será o redutor.

Quanto menor for o E0red, mais fácil será a oxidação e mais forte será o redutor.

Eletrólise é uma reação de oxi-redução não-espontânea produzida pela passagem da corrente elétrica.

Cátodo da cela eletrolítica é o eletrodo negativo, isto é, ligado ao pólo negativo do gerador. Nele ocorre sempre uma reação de redução.

Ânodo da cela eletrolítica é o eletrodo positivo, isto é, ligado ao pólo positivo do gerador. Nele sempre ocorre uma reação de oxidação.

Pólo positivo Pólo negativo
Pilha cátodo ânodo
Célula eletrolítica ânodo cátodo

Aplicações da eletrólise:

Obtenção de metais (Al, Na, Mg)

Obtenção de NaOH, H2 e Cl2

Purificação eletrolítica de metais

Galvanoplastia

Fonte: www.geocities.com

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