ELETROQUÍMICA – ELETRÓLISE ÍGNEA
A eletrólise, diferente da pilha, é um fenômeno não-espontâneo, pois depende da passagem de uma corrente elétrica i contínua para ocorrer. Além disso, é necessário que se tenha íons livres em solução e voltagem suficiente.
ELETRÓLISE
A eletrólise ocorre em uma célula eletrolítica (ou cuba) e a corrente i é oriunda de um gerador. Nesse fenômeno, a energia elétrica é convertida em energia química, o que explica a não-espontaneidade do processo.
Na eletrólise, os íons positivos migrarão para o polo negativo, onde irá ocorrer a redução, enquanto os íons negativos migrarão para o polo positivo, onde irá ocorrer a oxidação.
A redução continua ocorrendo no cátodo, mas este irá apresentar sinal negativo.
A oxidação continuará ocorrendo no ânodo, mas este irá apresentar sinal positivo.
A eletrólise pode ser de dois tipos:
Ígnea: o material a ser eletrolisado encontra-se fundido.
Aquosa: o material a ser eletrolisado constitui uma solução aquosa.
ELETRÓLISE ÍGNEA
Na eletrólise ígnea, os íons apresentam liberdade de movimento pois a substância a ser eletrolisada está líquida, ou seja, fundida. Na célula eletrolítica, adicionam-se dois eletrodos, que podem ser inertes ou ativos, conectados por uma fonte de corrente contínua. O polo negativo (cátodo) é responsável por atrair os cátions, que serão reduzidos; e o polo positivo (ânodo) irá atrair os ânions, que serão oxidados.
Exemplo:
Os íons positivos, Na+, irão migrar para o polo negativo (cátodo) onde sofrerão redução:
Na+(l) + 1 e– → Na0(s)
Formação de sódio metálico
Os íons negativos, Cl-, irão migrar para o polo positivo (ânodo) onde sofrerão oxidação:
2 Cl–(l) → Cl2(g) + 2 e-
Formação de gás cloro
Observe que não é natural o sódio receber elétrons e o cloro perder. Por essa razão, a eletrólise constitui um fenômeno não-espontâneo.
Somando as três reações, chega-se a reação global de eletrolise ígnea do cloreto de sódio. Repare que foi necessário multiplicar a primeira e a segunda semi-reações por dois. Isso ocorre pois não pode haver diferença na quantidade de elétrons que saem do anodo em direção ao cátodo:
A partir da equação global da eletrólise do cloreto de sódio, nota-se que foram formados sódio metálico no cátodo, e gás cloro no ânodo.
OBSERVAÇÃO
Na eletrólise são produzidos elementos em seus estados fundamentais (Na0(s)) ou na forma molecular (Cl2(g)). Observe que em ambos o número de oxidação (Nox) é igual a 0.
Note que na eletrólise ígnea ocorre uma reação de decomposição que necessita da passagem de corrente elétrica para ocorrer. Ou seja, a corrente elétrica é a responsável pela decomposição da substância iônica em questão. Isso quer dizer que, na ausência de corrente, a reação não ocorreria espontaneamente.
EXERCÍCIO RESOLVIDO
01. (UNESP) O íon magnésio está presente na água do mar em quantidade apreciável. O íon Mg²⁺ é precipitado na
água do mar como hidróxido, que é convertido a cloreto por tratamento com ácido clorídrico. Após a evaporação da água o cloreto de magnésio é fundido e submetido à eletrólise.
a) Escrever as equações de todas as reações que ocorrem
b) Quais os produtos da eletrólise e seus estados físicos?
Resolução:
a) Mg(OH)² + 2HCl → MgCl² + 2 H²O
Eletrólise do cloreto de magnésio:
MgCl²⁽ˢ⁾ → Mg²⁺ ⁽ˡ⁾ + Cl-⁽ˡ⁾
Cátodo (-) : Mg²⁺ ⁽ˡ⁾ + 2 e- → Mg⁰
Ânodo (+) : 2 Cl⁻ ⁽ˡ⁾ → Cl²⁽ᵍ⁾ + 2ᵉ⁻
MgCl²⁽ˢ⁾ → Mg⁰ + Cl²⁽ᵍ⁾
b) Magnésio no estado sólido e gás cloro.
