A eletrólise é um processo não-espontâneo onde a energia elétrica força reações químicas. A eletrólise ígnea usa substâncias iônicas fundidas para produzir metais como sódio e alumínio, enquanto o cloro gasoso é um subproduto importante.
2. * Nas pilhas, a energia de uma reação
espontânea de oxirredução é transformada em
energia elétrica;
* Quando ocorre o processo oposto, na qual a
energia elétrica origina um processo não-
espontâneo de oxirredução, temos uma
eletrólise;
* A eletrólise é um processo provocado por um
gerador, ou seja, é uma transformação
artificial. Apesar de não ocorrer naturalmente,
ela tem enorme importância prática.
3. * A produção industrial de muitas substâncias como os
metais alcalinos e alcalinos terrosos, gás hidrogênio,
gás cloro e os recobrimentos metálicos (como a
cromação e a niquelação) são algumas das várias
aplicações da eletrólise;
* Substâncias iônicas conduzem corrente elétrica quando
fundidas ou em soluções aquosas. Essa condução de
eletricidade se deve à formação de substâncias nos
eletrodos;
* Se a passagem de corrente se dá em uma substância
iônica no estado de fusão, temos uma eletrólise ígnea;
* Se o líquido condutor for uma solução aquosa, ocorre
uma eletrólise aquosa.
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5. * Em Física, no estudo da eletricidade, gerador é um
sistema que transforma algum tipo de energia em
energia elétrica. Uma pilha é, portanto, um gerador
no qual a energia potencial química é
transformada em energia elétrica;
* Já um receptor faz exatamente o contrário, por
exemplo, um ventilador transforma energia elétrica
em energia mecânica;
• O pólo negativo do receptor funciona como uma
extensão do pólo negativo do gerador;
• Vamos analisar um circuito elétrico em que uma
pilha é o gerador e uma solução eletrolítica
funciona como receptor.
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7. * Uma pilha caseira será o nosso gerador;
* Prendemos dois fios condutores, que funcionarão como
extensões do gerador e uma lâmpada de teste;
* Um líquido eletrolítico será o receptor;
* Duas barras de grafite servirão de eletrodos inertes,
apenas para fechar o circuito;
* Após o circuito montado, qual será o sentido do fluxo de
elétrons?
* Os elétrons saem do pólo negativo do gerador;
* O gerador “rouba” elétrons do pólo positivo do receptor e
os empurram para o pólo negativo do receptor;
* A seguir estudaremos as eletrólises e os geradores não
serão mais representados nas ilustrações.
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9. * As semirreações que ocorrem na eletrólise não são
espontâneas, mais sim, forçadas pelo gerador;
• No modelo de eletrólise mostrado na ilustração
seguinte, os ânions B- são atraídos para o pólo
positivo e, praticamente, forçados a perder
elétrons;
- Pólo (+) – Ânodo : B- → B° + 1 elétron
* Ao mesmo tempo, o gerador faz o cátion A+
receberem elétrons;
- Pólo (-) – Cátodo : A+ + 1 elétron → A°
* A seguir é mostrado um esquema do processo
global da eletrólise.
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11. * A equação química da eletrólise, ou seja, da
reação não-espontânea provocada pela
corrente elétrica é a soma das semirreações;
* Essas semirreações também são conhecidas
como descargas, pois ocorre uma anulação
das cargas dos íons;
- Pólo (+): B- → B° + 1 elétron (descarga do
ânion)
- Pólo (-): A+ + 1 elétron → A° (descarga do
cátion)
- Eletrólise: A+ + B- → A° + B° (reação global)
12. * A cada ano, são produzidos milhões de toneladas
de metais (como alumínio, sódio e magnésio) por
um único método: a eletrólise ígnea;
* O modelo geral desse método é caracterizado pelo
fato de as substâncias iônicas no estado de fusão
sofrerem a ação da corrente elétrica mantida por
um gerador;
* Compostos iônicos fundem-se em altas
temperaturas, o que explica outra importante
característica das eletrólises ígneas: a ausência
de água.
13. * O metal sódio, por exemplo, é obtido na eletrólise ígnea
do cloreto de sódio fundido, em um processo que
ocorre a 800 °C.
NaCℓ → Na+ + Cℓ -1
fusão a 800°C
* A reação da eletrólise do Nacℓ é dada pela soma das
semirreações:
- Pólo positivo → Na+ + 1 elétron → Na (.2)
- Pólo negativo → 2Cℓ- → Cℓ2(g) + 2 elétrons
2Na+ + 2 elétrons → 2Na
2Cℓ- → Cℓ2(g) + 2 elétrons
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2Na+ + 2Cℓ- → 2Na + Cℓ2
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15. * A eletrólise é uma reação não-espontânea e, por isso, a
reação inversa é espontânea. Portanto os produtos da
eletrólise precisam ser separados,pois, eles reagiriam
ao entrarem em contato;
* A reação do Na com Cℓ2(g), por exemplo, é tão
espontânea que chega a ser explosiva;
2Na + Cℓ2(g) → 2NaCℓ (reação explosiva)
* O gás cloro é um subproduto importante desse processo
industrial, com larga aplicação na produção de
compostos orgânicos clorados, de alvejantes e no
tratamento da água;
* A aparelhagem industrial da eletrólise ígnea do cloreto
de sódio está representada a seguir: