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Eletrólise

Eletrólise - Definição

Em química a eletrólise é o processo pelo qual as substâncias iónicas são divididos em substâncias mais simples que utilizam eletricidade.

Durante a eletrólise, metais e gases podem formar nos eletrodos.

Pode-se dizer que eletrólise é o fenômeno de decomposição de uma substância pela ação de uma corrente elétrica. A eletrólise ocorre com soluções onde existam íons ou com substâncias iônicas fundidas. Uma fonte de energia faz passar uma corrente elétrica pelo ecipiente contendo a solução, ou a substância fundida, provocando a reação química e liberando as espécies finais nos eletrodos.

Ao contrário das pilhas, a eletrólise é um processo não espontâneo. Na pilha ocorre uma reação de oxi-redução espontânea que gera corrente elétrica detectável num circuito externo.

Na eletrólise ocorre uma reação de oxi-redução não espontânea que consome corrente elétrica de uma bateria ligada ao sistema.

A bateria garante o fluxo de elétrons do pólo positivopara o negativo. O ânodo é o pólo positivo, os íons negativos da solução ou sal fundido (no caso da eletrólise ígnea) são atraídos para ele e nele se descarregam. Os elétrons fornecidos ao eletrodo positivo são enviados pela bateria para o cátodo (ou eletrodo negativo).

No eletrodo negativo os íons positivos da solução são reduzidos através do recebimento de elétrons. O fluxo de íons através da solução permite o fechamento do circuito.

Pilha de Daniell

A tensão de pilhas antigas depende da superficie de contato entre placa e solução? Sim!

No ano de 1836, o químico britânico John Daniell construiu uma pilha diferente através da ligação de uma placa de zinco com outra de cobre através de um fio.

Os metais estavam mergulhados em soluções de seus respectivos cátions, e entre as soluções ele colocou uma ponte salina, que é preenchida com solução saturada de um sal.

No experimento, os íons presentes na ponte salina migram para as soluções conforme a necessidade, enquanto os íons positivos migram para a solução que começa a ter excesso de íons negativos e vice-versa, o que mantém as soluções neutras. Para formular a experiência, em geral o sal utilizado é o cloreto de potássio (KCl) ou o nitrato de sódio (NaNO3).

A oxidação do zinco libera elétrons que passam através do fio até chegar ao cobre, o que gera uma corrente elétrica e acende a lâmpada! A placa de zinco se desgasta, pois os seus átomos estão formando cátions que passam para a solução.

A placa de cobre aumenta de tamanho porque os cátions Cu+2 da solução são reduzidos pelos elétrons que vêm pelo fio, e então, formam átomos neutros, Cuº, cobre metálico, que adere à placa.

Eletrodo de Sacrifício

Eletrodo de sacrifício é nome dado a um metal utilizado para evitar a corrosão de outro. Os eletrodos de sacrifício são muito empregados para evitar, principalmente, a corrosão de peças estruturas de ferro, processo conhecido como galvanoplastia.

Galvanoplastia

A proteção de uma peça metálica pode ser efetuada através do revestimento da mesma por um metal menos propenso a sofrer o processo de corrosão. Este processo é conhecido como galvanização. No processo e cobreação, uma peça metálica é revestida com uma camada do metal cobre.

A peça a ser recoberta é ligada ao pólo negativo da bateria, tornando-se cátodo do processo, pois atrairá os cátions da solução. Um eletrodo de cobre é ligado ao pólo positivo da bateria, tornando-se ânodo.

A oxidação do cobre no eletrodo de cobre fornece os elétrons necessários para a redução do mesmo cobre sobre a superfície da peça a ser protegida. O cobre é oxidado e reduzido durante o processo. O sucesso do processo de galvanização reside na geração de condições que propiciem aderência do metal reduzido sobre a superfície da peça metálica a ser protegida.

Como a eletrologia funciona

A Eletrologia é a ciência de remoção permanente de pelos. Através de um eletrodo (agulha bem fina) inserido dentro do folículo, uma pequena quantidade de eletricidade é gentilmente aplicada na base do folículo piloso destruindo as células germinativas definitivamente.

Estas correntes tem de ser de um grau adequado para cada tipo de pelo e na profundidade exata do folículo. Uma corrente e/ou uma profundidade inadequada, não elimina totalmente e Papila Dérmica.

Todos os outros métodos de depilação não são permanentes. Eles apenas removem o pelo do folículo, mas não destroem o recurso de vida dele. Até o moderno e atual aparelho a laser não foi aprovado pelo FDA (Órgão americano responsável pela administração e controle de drogas e alimentos) como definitivo.

O termo Eletrólise e usado para descrever todos os métodos permanentes de eliminação de pelos. A modalidade da Eletrólise foi o primeiro método usado para remover os pelos permanentemente no ano de 1875.

O termo Eletrólise ficou como uma marca no processo de depilação permanente de pelos e apesar de ainda nos referirmos aos outros métodos usando esta nomenclatura, esta metodologia não é mais usada pela lentidão deste tipo de corrente.

Tipos de Eletrólise

Galvânica, Eletrólise (correntes diretas): é um processo químico. Esta corrente produz uma reação química dentro do folículo eliminando as células que geram o pelo. Este método foi o primeiro a ser usado, é muito eficaz porém muito lento, pois leva de 20 a 40 segundos para eliminar cada pelo.

Nos Estados Unidos existem aparelhos de Eletrólise de múltiplas agulhas que utilizam até 16 agulhas simultaneamente. Nos tempos atuais, este método é pouco usado pelos profissionais da eletrologia.

Termólise, Onda Curtas ou Radio Frequência (correntes alternadas): produz calor. Quando esta modalidade é usada, o calor destrói as células de crescimento de pelos dentro do folículo.

Esta modalidade pode ser usada de duas maneiras:

1) o método “flash” que usa alta intensidade de corrente por menos tempo dentro do folículo,
2)
a corrente é usada numa intensidade mais baixa por mais tempo dentro do folículo. Este método é usado na maioria dos serviços de eletrólise no Brasil.

A Clínica Martins usou este método durante muitos anos e até o Blend ser comprovado mais eficaz.

Blend que combina ambas as corrente (Eletrólise e Termolise): A termólise aquece a reação química da eletrólise destruindo com mais eficácia e em menos tempo, o folículo piloso. No momento atual esta técnica é a mais usada nos Estados Unidos, necessitando porém mais habilidade dos profissionais por ter de usar dois pedais simultaneamente para conduzir as duas correntes com tempo e intensidades diferentes.

O Blend não é apenas uma máquina e sim um método de como conduzir a quantidade certa de cada corrente de acordo com o tamanho e profundidade do folículo e do tipo de pele.

Alguns fabricantes oferecem aparelhos automáticos de Blend que por si só deveriam calcular a quantidade exata de correntes, porém não obtiveram sucesso com os profissionais da área pois cada tipo de pelo precisa de uma quantidade diferente de correntes além de diferentes tipos de peles suportarem mais ou menos correntes e isto tem de ser avaliado pelo profissional durante o tratamento.

Eletrólise - O que é

Eletrólise é uma reação de oxirredução 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

Na eletrólise em solução aquosa de sais de metais alcalinos (Na+, K+...), alcalino-terrosos (Ca2+, Ba2+...) e de alumínio (Al3+), a descarga no cátodo não é a dos respectivos cátions, mas ocorre segundo a equação:

2H2O + 2e- ® H2 + 2(OH)-

Nas eletrólises em solução aquosa e com ânodo inerte (Pt ou grafite) de sais oxigenados (SO42-, NO3-, PO43-...) não há a descarga dos respectivos ânions oxigenados, mas ocorre a descarga segundo a equação:

H2O ® 2H+ + ½O2 + 2e-

O ânion F-, embora não seja oxigenado, comporta-se como os ânions oxigenados em relação à descarga no ânodo.

Nas eletrólises em solução aquosa com ânodo de metal não-inerte M (prata ou metal mais reativo que a prata), a descarga que ocorre no ânodo é segundo a equação:

M ® M x+ + xe-
Ag ® Ag+ + e-
Cu ® Cu2+ + 2e-

Purificação eletrolítica do cobre

Faz-se a eletrólise de CuSO4 em solução aquosa usando como cátodo um fio de cobre puro e como ânodo um bloco de cobre impuro. Nesse processo, precipita a lama anódica que contém impurezas de Au, Ag, Pt, etc., da qual são posteriormente extraídos esses metais.

Galvanoplastia

Douração, prateação, niquelação, cromeação, etc., feitas por via eletrolítica.

Aplicações da eletrólise:

Obtenção de metais (Al, Na, Mg)
Obtenção de NaOH, H2 e Cl2
Purificação eletrolítica de metais
Galvanoplastia

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 - Eletrólise Na(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- Eletrólise 2 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.

Definição de eletrólise e eletrólise ignea

Ao contrário das pilhas, a eletrólise é um processo não espontâneo.

Na pilha ocorre uma reação de oxi-redução espontânea que gera corrente elétrica detectável num circuito externo.

Na eletrólise ocorre uma reação de oxi-redução não espontânea que consome corrente elétrica de uma bateria ligada ao sistema.

Eletrólise

A bateria garante o fluxo de elétrons do pólo positivo para o negativo. O ânodo é o pólo positivo, os íons negativos da solução ou sal fundido (no caso da eletrólise ígnea) são atraídos para ele e nele se descarregam. Os elétrons fornecidos ao eletrodo positivo são enviados pela bateria para o cátodo (ou eletrodo negativo). No eletrodo negativo os íons positivos da solução são reduzidos através do recebimento de elétrons. O fluxo de íons através da solução permite o fechamento do circuito.

Resumindo...

Ânodo: eletrodo de onde se originam os elétrons, é onde ocorre a oxidação.

Cátodo: eletrodo para onde se dirigem os elétrons, é onde ocorre a redução.

AB      =>      A+      +      B-           (ionização ou dissociação)

Ânodo ou polo positivo:   B-   =>   B0   +   e-

Cátodo ou polo negativo:   A+   +   e-   =>   A0

Os íons formados durante o processo de ionização ou dissociação são bastante estáveis. Faze-los passar ao estado de substância simples demanda uma energia que é fornecida pela corrente elétrica.

Para que ocorra a eletrólise, os íons devem apresentar mobilidade para que possam se dirigir para os eletrodos. Essa mobilidade é conseguida através da fusão de uma substância iônica ou dissolução da mesma em água.

Eletrólise Ígnea

O termo ígnea vem do latim igneu: ardente.

A eletrólise ígnea exige eletrodos inertes que possuam elevado ponto de fusão. Geralmente são usados a platina ou grafita.

A eletrólise do NaCl é um processo economicamente importante. O NaCl se funde à temperatura de 808 ºC.

NaCl(sólido)   =>   NaCl(líquido)

Através de dissociação...

NaCl   =>   Na1+   +   Cl1-

Os íons Cl1- se dirigem para o ânodo (pólo positivo), perdem seus elétrons e são transformados em gás cloro, Cl2.

2 Cl1-   =>   Cl2   +   2 e-   (oxidação)

Os íons Na1+ se dirigem para o cátodo (pólo negativo), recebem um elétron e são transformados em sódio metálico (Na0). A equação foi multiplicada por 2 para igualar o número de elétrons na redução e na oxidação.

2 Na1+   +   2 e-   =>   2 Na0    (redução)

A equação global da eletrólise é dada pela soma das reações de dissociação do sal e das reações que ocorrem nos eletrodos.

2 NaCl   =>  2 Na1+   +  2 Cl1-

2 Cl1-   =>   Cl2   +   2 e-   (oxidação)

2 Na1+   +   2 e-   =>   2 Na0    (redução)

Reação global           2 NaCl    =>   Cl2   +   2 Na0

A eletrólise ígnea permite a obtenção do alumínio a partir da bauxita (Al2O3). Em condições normais a bauxita funde a 2050 ºC.

Com a utilização da criolita (Na3AlF6) como fundente, esta temperatura cai para 1000 ºC.

Al2O3   =>   2 Al3+   +   3 O2-

No pólo negativo...

4 Al3+   +   12 e-   =>   4 Al0

No pólo positivo...

6 O2-   =>   3 O2   +   12e-

Equação global...

2 Al2O3   =>   4 Al3+   +   6 O2-

4 Al3+   +   12 e-   =>   4 Al0

6 O2-   =>   3 O2   +   12e-

2 Al2O3   =>   4 Al0   +   3 O2

O gás oxigênio formado na oxidação reage com o carbono do eletrodo de grafita produzindo CO2.

Fonte: 4shared.com/estudandoquimica.vilabol.uol.com.br/luizclaudionovaes.sites.uol.com.br

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