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Electrólise Valentim M. B. Nunes Departamento de Engenharia Química e do Ambiente Março de 2009.

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1 Electrólise Valentim M. B. Nunes Departamento de Engenharia Química e do Ambiente Março de 2009

2 Electrólise A electrólise é um processo no qual energia eléctrica é usada para forçar a ocorrência de uma reacção química não espontânea.

3 Electrólise do cloreto de sódio fundido A electrólise em grande escala do NaCl fundido é feita numa pilha de Downs Ânodo: 2 Cl - (aq) Cl 2 (g) + 2 e - produção de cloro Cátodo: 2 Na + (aq) + 2 e - Na(l) produção de sódio 810 °C

4 Electrólise da água Em água pura, a concentração iónica é muito baixa ([H 3 O + ] M), logo não há iões suficientes para a electrólise. Juntando por exemplo H 2 SO M: ânodo: 2 H 2 O(l) O 2 (g) + 4H + (aq) + 4 e - cátodo: H + + e - 1/2 H 2 (g) Global: 2 H 2 O(l) 2 H 2 (g) + O 2 (g)

5 Purificação do cobre A electrólise tem ainda outras aplicações, com a extracção e purificação de metais. O cobre impuro contém impurezas como Zn, Fe, etc..)

6 Produção do alumínio O processo de Hall- Héroult tornou o alumínio num metal extremamente económico e com inúmeras aplicações: construção, refrigerantes, aeronaves... Ânodo: 2 O 2- O e - Cátodo: Al e - Al(l) Global: 2 Al 2 O 3 4 Al + 3 O 2

7 Electrodeposição metálica A electrodeposição de um metal sobre outro tem como objectivo conferir determinadas propriedades, como aparência (exº: brilho), dureza, resistência à corrosão, etc. Au 3+ (aq) + 3e - Au(s)

8 Aspectos quantitativos: Lei de Faraday Faraday verificou que a massa de produto formado ou consumido num eléctrodo é directamente proporcional à quantidade de electricidade transferida e à massa molar. Corrente (A) tempo (s) Carga em Coulomb (C) Número de Faraday´s Nº de moles de substância oxidada ou reduzida Massa de substância oxidada ou reduzida

9 Lei de Faraday Exemplo: Calcular a massa de alumínio que é depositada numa electrólise, num banho contendo iões Al3+, com uma intensidade de corrente de 40 A, durante 30 minutos. Carga total = 40 C/s 30 min 60 s/min = C nº de Faradays = C / C.mol mol de e - Como Al e - Al nº de moles de Al = 0.75/3 = 0.25 mol massa de Al = 0.25 mol 27 g.mol g


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