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A eletrólise é um método usado para obter reações de óxido-redução. Em soluções eletrolíticas, o processo se baseia na passagem de uma corrente elétrica através de um sistema líquido que tenha íons presentes, gerando assim reações químicas.
As reações na eletrólise podem ocorrer de várias maneiras, depende do estado físico em que estiver a solução que vai ser submetida à reação: pode estar liquefeita (fundida) ou em solução aquosa. Elas se classificam em eletrólise ígnea e semi-reação (catódica ou anódica).
Eletrólise ígnea
É a eletrólise de um eletrólito no estado fundido. O material, antes de ser eletrolisado, é aquecido até a fusão (vira líquido). Esse processo é necessário, e veja o porquê: o sólido iônico deve ser liquefeito por aquecimento (fusão), pois no estado líquido os íons têm livre movimento para facilitar a deslocagem até os eletrodos e, aí então, se descarregarem.
Exemplo:
Eletrólise ígnea do NaCl. Inicialmente vamos derreter o NaCl (s).
NaCl (s) → Na+ (l) + Cl- (l)
Haverá a ocorrência de duas semi-reações:
Cátodo (-) Na+ + é → Na
Ânodo (+) Cl → é 0,5 Cl2
Somando–se algebricamente os três processos ocorridos, temos:
NaCl → Na+ + Cl-
Na+ + é → Na
Cl- → é + 0,5 Cl2
______________
NaCl → Na + 0,5 Cl2
A eletrólise ígnea do NaCl produz sódio metálico e gás cloro. Observe que neste processo não há presença da água, sendo assim não haverá íons H+ e OH- no sistema.
Semi-reação catódica
Os cátions são atraídos pelo cátodo e sofrem redução, isto é, recebem elétrons do eletrodo.
Equação geral:
Exemplos:
Ag+ + e- = Ag
Zn2+ + 2e- = Zn
Al3+ + 3e- = Al
2 H+ + 2e- = H2
Semi-reação anódica
Os ânions são atraídos pelo ânodo e sofrem oxidação, isto é, cedem elétrons ao eletrodo.
Equação geral:
Exemplos:
2 Cl- → 2e- + Cl2
2 F- → 2e- + F2
2 Br- → 2e- + Br2
Por Líria Alves
Graduada em Química
(UFMG) O diagrama a seguir mostra um esquema utilizado para recuperar moedas de cobre antigas, parcialmente oxidadas.
Esquema de eletrólise em meio aquoso
O processo que ocorre na superfície da moeda é:
a) Cu2+(aq)+ 2 e- → Cu(s)
b) Cu(s) → Cu²⁺ + 2 e-
c) 2 H2O(l)→ 1 O2(g) + 4 H1+(aq) + 4 e-
d) 4 OH1-(aq) →1 O2(g) + 2 H2O(l) + 4 e-
e) 1 O2(g) + 4 H1+(aq) +4 e- → 2 H2O(l)
(UFPR) O elemento químico alumínio é o terceiro mais abundante na Terra, depois do oxigênio e do silício. A fonte comercial do alumínio é a bauxita, um minério que, por desidratação, produz a alumina, Al2O3. O alumínio metálico pode então ser obtido pela passagem de corrente elétrica através da alumina fundida, processo que, devido ao seu elevado ponto de fusão (2050 °C), requer um considerável consumo de energia. Acrescente-se ainda o alto custo envolvido na extração do alumínio de seu óxido e tem-se um processo energeticamente muito dispendioso. Somente a partir de 1886, quando Charles Hall descobriu que a mistura de alumina com criolita (NA3AlF6) fundia a 950 °C, o que tornava o processo de obtenção de alumínio menos dispendioso, foi possível a utilização desse elemento em maior escala. A figura abaixo representa o dispositivo empregado para a extração do alumínio pela passagem de corrente elétrica.
Ilustração em exercício sobre reações da eletrólise
As semirreações que ocorrem são:
I. Al3+(fund.) + 3e- → Al(l)
II. 2 O2-(fund.) + C(s) → CO2(g) + 4e-
Massa molar: Al = 27,0 g/mol
Com base nas informações acima, é correto afirmar:
01. A fusão dos minérios é necessária para permitir o deslocamento dos íons para os respectivos eletrodos;
02. A reação II indica que o cátodo é consumido durante o processo.
04. A redução do alumínio ocorre no eletrodo de aço.
08. O processo de obtenção do alumínio metálico é uma eletrólise.
16. A soma dos menores coeficientes estequiométricos inteiros na reação total de obtenção do alumínio é 20.
32. A produção de uma lata de refrigerante (13,5 g de alumínio) absorve 0,500 mol de elétrons.
