Professor Otavio M. Neto Eletrólise Professor Otavio M. Neto

Eletrólise A eletrólise é um processo que realiza a decomposição de uma substância através da energia elétrica. Portanto, é uma reação não espontânea, pois é provocada pela energia elétrica derivada de um gerador. Sem dúvida, consiste numa reação de oxidorredução: íons positivos ganham elétrons (redução) e íons negativos perdem elétrons (oxidação).

Eletrólise Cátions descarregam-se no cátodo, sofrendo redução. Ânions descarregam-se no ânodo, sofrendo oxidação.

A célula Eletrolítica A célula é um dispositivo formado por dois eletrodos: A (ânodo) e C (cátions), submergidos num líquido contido de íons livres, como o M+ e X-. 

A célula Eletrolítica Seja o composto genérico MX. Numa solução aquosa, ele dissocia: MX → M+ + X-

Veja o que ocorre utilizando energia elétrica: IMPORTANTÍSSIMO !!! Redução no cátodo Redução no ânodo

Conclusão Os ânions cedem elétrons para o ânodo. Os elétrons percorrem o circuito. Os cátions recebem elétrons do cátodo.  Liga-se uma bateria aos eletrodos A e C através de dois fios. A bateria bombeia elétrons, empurrando-os para o eletrodo C e retirando-os do eletrodo A. 

CUIDADO! A convenção de sinais é diferente da eletrólise. O catodo é o pólo negativo e o anodo o pólo positivo.No catodo sempre ocorre redução e no anodo, oxidação, seja na pilha, seja na eletrólise!!!

Ocorre com a substância iônica na fase líquida (fundida) ELETRÓLISE ÍGNEA Ocorre com a substância iônica na fase líquida (fundida) ELETRÓLISE AQUOSA Ocorre quando o eletrólito se encontra dissolvido na ÁGUA

Eletrólise Ígnea É o tipo de eletrólise que ocorre com o material fundido, sem água. Exemplo: Eletrólise ígnea do NaCl. 

Os íons ganham liberdade graças á fusão. Eletrólise Ígnea Numa temperatura elevada de 801°C, o NaCl dissocia- se: Os íons ganham liberdade graças á fusão. 

Eletrólise Ígnea Semi-reação da redução O cátodo (pólo negativo) atrai os cátions Na+ que recebem elétrons, causando a sua descarga.  Origina-se o sódio metálico, Na(m). 

Eletrólise Ígnea Semi-reação de oxidação O ânodo (pólo positivo) atrai os ânions Cl- que perdem elétrons, causando a sua descarga.  Origina-se o gás cloro, Cl2(g). 

CLORETO DE SÓDIO ( NaCl ) Eletrólise ígnea do CLORETO DE SÓDIO ( NaCl ) No estado fundido teremos os íons sódio (Na+) e cloreto (Cl–) Pólo negativo: 2 Na+ + e –  Na Pólo positivo: Cl – e  Cl2 2 2 Reação global: Na+ + 2 e –  Na 2 Cl – – e  Cl2 2 2 NaCl (s)  Na (m) 2 + Cl2 (g)

Eletrólise em Solução Aquosa A água é capaz de dissociar compostos iônicos. Exemplo:  A água também tem a capacidade de ionizar alguns compostos polares, como por exemplo, os ácidos. Simplificando, temos:

Descarga de cátions Os íons que apresentam maior potencial de redução serão descarregados primeiro.  Os cátions de metais menos reativos ganham elétrons facilmente, os de mais reativos apresentam mais dificuldade. 

Descarga de ânions Um ânion é descarregado quando perde elétrons, e conseqüentemente sofre uma oxidação.  Quanto mais o ânion for eletronegativo, mais difícil será para descarregá-lo. Deste modo, os ânions oxigenados e o F- apresentam grande dificuldade em ceder elétrons.  Para conhecer a ordem de descarga de ânions, temos que saber se estes íons perdem elétrons para o OH- facilmente ou dificilmente.  Descarga de OH-

Redução e Oxidação da água Oxidação da água (anodo) Redução da água (catodo)

Previsão dos Produto de Eletrólise em Solução Aquosa “É difícil prever quais reações ocorrerão nos eletrodos. A redução do cátion ou da água e a oxidação do ânion ou da água dependem da facilidade de ocorrerem tais reações. A seguir vamos estudar as reações mais comuns”.

Redução (catodo) Redução de moléculas de água É muito difícil que os cátions dos metais alcalinos, alcalinoterrosos e Al3+ reduzam-se ao metal. Então, as moléculas de água é que são reduzidas.  - Redução de íons H+ A redução dos íons H+ ocorre numa solução aquosa de ácido forte (HCl, H2SO4) 

Redução (catodo) Os cátions dos metais de transição e pós-transição se reduzem com facilidade. 

Oxidação (anodo) Oxidação de moléculas de água Oxidação de íons OH- Dificilmente o ânion fluoreto (F-) e os ânions oxigenados  (NO3-, SO3-)são oxidados. Então, as moléculas de água é que são oxidadas. Oxidação de íons OH- A oxidação dos íons OH-  ocorre numa solução aquosa de base forte (NaOH, Ba(OH)2). 

Oxidação (anodo) Oxidação de um ânion ao não-metal correspondente Os ânions não-oxigenados (I-,Br-,Cl-) são oxidados com facilidade. 

Eletrólise de solução aquosa de NaCl com eletrodos inertes (platina) O Na+ e o OH- permanecem na cuba (processo de obtenção de NaOH).

Eletrólise de Solução de H2SO4, com eletrodos de platina Observamos, de fato, que a água sofreu uma decomposição, enquanto o H2SO4 só serviu para aumentar a condutividade elétrica da solução.  Observamos que para as mesas condições de temperatura e pressão, o volume de H2 obtido é o dobro do volume de O2.