ELETROQUÍMICA - ELETRÓLISE B SC ELETROQUÍMICA - ELETRÓLISE

FÍSICO-QUÍMICA ELETRÓLISE

1. ELETRÓLISE: REAÇÃO NÃO-ESPONTÂNEA DE REDOX EM QUE OS ÍONS SOFREM DESCARGAS ELÉTRICAS, O ÍON TORNA-SE NEUTRO.

2. NA ELÉTROLISE: (CRAO) CÁTODO : REDUÇÃO. ÂNODO: OXIDAÇÃO POLO (-) O CÁTION (+), ÍON POSITIVO MIGRA PARA O CÁTODO (-) O ÂNION (-) ÍON NEGATIVO MIGRA PARA O ÂNODO (+)

+ Na+ (CÁTION) Cl- (ÂNION) 3. ELETRÓLISE ÍGNEA: PRIMEIRO O COMPOSTO SÓLIDO PASSA AO ESTADO LÍQUIDO (É FUNDIDO) PARA QUE HAJA CONDUÇÃO ELÉTRICA. COMO POR EXEMPLO A ELETRÓLISE ÍGNEA DO NaCℓ: C Á T O D O - Â N O D + Na+ (CÁTION) Cl- (ÂNION)

1 – Fusão : NaCl (s) Na+(ℓ) + Cl-(ℓ) 2- Cátodo: Na+(ℓ) + e- Na0(ℓ) 3- Ânodo: Cl-(ℓ) ½ Cl2(ℓ) + e- EQUAÇÃO GLOBAL NaCl (s) Na0(ℓ) + ½ Cl2(ℓ)

4. ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA: NA ÁGUA HAVERÁ COMPETIÇÃO: ENTRE O H+ E O CÁTION E ENTRE O ÂNION E OH-. DEVEMOS ENTÃO MEMORIZAR A ESCALA DE PRIORIDADE DE DESCARGA.

DEMAISCÁTIONS H+ Aℓ+3 ALCA- LINOS TERRO- SOS FACILIDADE DE DESCARGA AUMENTA ALCA- LINOS

HSO4- ÂNIONS NÃO OXIGENADOS OH- FLUORE-TOS FACILIDADE DE DESCARGA AUMENTA ÂNIONSOXIGE-NADOS

ELETRÓLISE DO NaCℓ EM SOLUÇÃO AQUOSA: 1- H2O H+ + OH- 2- NaCℓ(s) Na+(aq) + Cℓ-(aq) 3- Cátodo: H+ + e- ½ H2 4- Ânodo: Cℓ- ½ Cℓ2 + e- NaCℓ + H2O Na+ + OH- + ½ H2 + ½ Cℓ2 AUTO-IONIZAÇÃO DISSOCIAÇÃO REDUÇÃO OXIDAÇÃO

QUANDO O OH- OXIDA CONSIDERA-SE QUE A ÁGUA OXIDA, POIS A HIDROXILA PROVÉM DA ÁGUA. MECANISMO DA OXIDAÇÃO DO OH- : 1ª ETAPA: 2H2O 2H+ + 2OH- 2ª ETAPA: 2OH- 2e- + H2O2 3ª ETAPA: H2O2 H2O + ½ O2 1H2O 2H+ + ½ O2 + 2e-

QUANDO O H+ REDUZ CONSIDERA-SE QUE A ÁGUA SOFRE REDUÇÃO, POIS O PRÓTON PROVÉM DA ÁGUA. MECANISMO DA REDUÇAÕ DO H+ 1ª ETAPA: 2H2O 2H+ + 2OH- 2ª ETAPA: 2H+ + 2e- H2 2H2O + 2e- H2 + 2OH-

ESTEQUIOMETRIA NA ELETRÓLISE 1 FARADAY (F) = CARGA ELÉTRICA DE 1 MOL DE ELÉTRONS = 96.500C Q = i. t Q = CARGA EM COULOMB (C) i = CORRENTE ELÉTRICA EM AMPÈRE t = TEMPO EM SEGUNDOS.

QUAL A MASSA DE CÁLCIO (40g/mol) DEPOSITADA POR UMA CARGA DE 96500C QUANDO SUBMETIDO A ELETRÓLISE COM RENDIMENTO (R) DE 50%? RESOLUÇÃO: Ca+2 + 2e- Ca° 2 MOLS DE e- 1 MOL DE Ca 2.96500C 40g Ca 96500C Xg Ca 100% 20g 50% Xg 1º CONSIDERAR 100% DE R X = 20g Ca X = 10g Ca

E. t. i m = 96500C m = massa em gramas. E = equivalente-grama E= massa molar do íon / carga do íon (Considerar a carga > 0). t = tempo em segundos i = corrente em Ampére. 96500C carga de 1 mol de elétrons

QUAL A MASSA DE COBRE (63,5g/mol) DEPOSITADA NO CÁTODO, A PARTIR DA ELETRÓLISE DE 5L DE UMA SOLUÇÃO 1MOL/L DE NITRATO DE COBRE II, DURANTE 5 MINUTOS COM CORRENTE DE 965 AMPÉRE? RESOLUÇÃO: E = 63,5g/2 = 31,75g TEMPO(s) = 5.60s = 300s m = E.t.i / 96500C m = 31,75g.300s.965A / 96500C m = 31,75g.3 m = 95,25g