ELETROQUÍMICA – ELETRÓLISE ÍGNEA

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.