Aula 14 eletrólise ígnea - 2º ano

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Prof. Rodrigo Almeida

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Aula 14 eletrólise ígnea - 2º ano

  1. 1. * 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.
  2. 2. * 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.
  3. 3. * 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.
  4. 4. * 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.
  5. 5. * 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.
  6. 6. * 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)
  7. 7. * 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.
  8. 8. * 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 ---------------------------------------------- 2Na+ + 2Cℓ- → 2Na + Cℓ2
  9. 9. * 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:

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