O documento discute o processo de eletrólise, explicando como ele é realizado em uma célula eletrolítica e quais substâncias podem ser obtidas através desse processo, como hidrogênio, oxigênio e metais. Também aborda conceitos como íons, cátions, ânions e a relação entre a corrente elétrica e a massa de substância produzida.

1. Disciplina: Química
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Projeto desenvolvido pelo Instituto Atitude Social (INSAS). E-mail: insas@yahoo.com.br
A união de atitudes determinando trabalhos sociais.
VESTIBULAR 2016
Prof. Elio Ferreira
H8 – Identificar etapas em processos de obtenção,
transformação, utilização ou reciclagem de recursos
naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando
processos biológicos, químicos ou físicos neles
envolvidos.
Algumas aplicações da eletrólise:
 Obtenção de substâncias simples: gás cloro (Cl2),
gás hidrogênio (H2), gás oxigênio (O2) etc.
 Processos de revestimento de objetos com cromo
(cromação), niquel (niquelação), ouro, prata etc.
 Recarga de pilhas e baterias.
A eletrólise é um processo, no qual utilizamos íons,
então vale à pena recorda o conceito de íon e seus tipos:
Íon – Espécie química em que o número de prótons é
diferente do número de elétrons
Cátion – íon positivo em
que o número de prótons
é maior que o número de
elétrons.
Ânion - íon negativo em
que o número de prótons é
menor que o número de
elétrons.
Os íons são espécies químicas altamente estáveis e, que
para sair de seu estado estável é necessário fornecer
grande energia a eles, isso fará com que o cátion recebe
seu(s) elétron(s) perdido(s) e o ânion doe seu(s) elétron(s)
ganho(s), isso fará com que os íons percam sua carga
elétrica, chamamos esse processo de descarga de íons.
Tome nota » descarga de um íon se refere à perda da
carga elétrica do íon.
Como podemos fazer a eletrólise?
A eletrolise é realiza em uma cuba eletrolica, composta
por:
 Uma fonte continua de energia eletrica (pilha ou
bateria);
 Uma substância eletrolitica no estado líquido;
 Fio condutor;
 Duas placas de metal (inertes ou não) que
funcionaram como eletrodos.
Veja a figura a seguir:
 Para que a eletrólise ocorra é necessário que os
íons tenham “liberdade de movimento” seja por
fusão (eletrólise ígnea), seja por dissolução em um
“solvente ionizado”, que, em geral, é a água
(eletrólise em solução).
Tome nota » eletrólito é uma substância que conduz
corrente elétrica em solução.
Partes de uma célula eletrolítica
a) Ânodo » Placa que sofre oxidação e é o pólo positivo
da cuba eletrolítica.
b) Cátodo » Pólo negativo da cuba eletrolítica, em que
ocorre a redução.
Eletrólise Ígnea
É o tipo de eletrólise que é realizado com o eletrólito
fundido. Normalmente são realizadas eletrólises ígneas de
bases e sais.
Na eletrolise ígnea, se utiliza de eletrodos inertes (que
não participam da reação), geralmente platina ou grafite,
que são ligados aos pólos positivo e negativo da pilha.
 O eletrodo ligado ao pólo positivo do gerador é o
ânodo, sendo, portanto, onde ocorre a oxidação com a
partida dos elétrons que farão a descarga dos ânions:
𝐴 𝑥−
→ 𝐴 + 𝑦𝑒−
Reação de Oxidação
 O eletrodo ligado ao pólo negativo do gerador é o
cátodo, sendo, portanto, onde ocorre a redução com a
chegada dos elétrons que farão a descarga dos cátions:
Cy+
+ ye−
→ C
Reação de Redução
Exemplo: Eletrólise ígnea da CaCl2.
Transformações Químicas e Energia
ELETROLISE
É o processo não espontâneo que converte energia
elétrica em energia química por meio de descargas de
íons que transformam íon em substâncias simples.
ELETRÓLISE

2. CHIMIE
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Observemos que:
Eletrólise em solução aquosa
Como já se sabe para que ocorra eletrólise é necessário
que haja íons em solução, que pode ser conseguido pela
solubilização de um composto em água. Como por
exemplo:
NaCl
H2O
Na+
+ Cl−
Porém, ocorre na água um processo espontâneo
chamado de auto-ionização da água, isto é:
2H2O → H3O3+
+ OH−
Apesar das baixas concentrações dos íons H3O+
e
OH-
suas presenças na solução não podem ser
ignoradas, de fato, haverá a competição entre os íons
da substância solubilizada e os íons da água.
Como a eletrolise é um processo seletivo, apenas
uma espécie de cátion e uma de ânion se
descarregara.
A partir de observação experimental da eletrólise de
solução de diversos eletrólitos foi elaborada uma tabela de
prioridade de descarga no cátodo (redução dos ânions) e
no ânodo (oxidação dos cátions).
1. Fila de descarga dos cátions - Deve-se comparar o
caráter oxidante dos ânions presentes e da própria água,
isto é, quando mais facilmente um metal de oxidar,
menor será a possibilidade de ele receber elétrons.
Desta forma, o metal menos reativo é o que descarrega
primeiro:
2. Fila de descarga dos ânions - Para a redução, que
ocorre no eletrodo negativo, deve-se comparar o caráter
redutor dos cátions presentes e da própria água. Aqui se
leva em consideração a eletronegatividade do ânion
(tendência de atrair elétrons), isto é, quanto mais
eletronegativo menor será a possibilidade de ele perder
os elétrons ganhos. Desta forma, o ânion menos
eletronegativo é o que descarrega primeiro:
Exemplos:
01. Eletrólise do cátion da água e do ânion do sal
Exemplo: Eletrólise do NaCl
02. Eletrólise do cátion do sal e do ânion da água
Exemplo: Eletrólise do Zn(NO3)
03. Eletrólise do cátion e do ânion do sal
Exemplo: Eletrólise do NiBr2
04. Eletrólise do cátion e do ânion da água
Exemplo: Eletrólise da H2O
Aspecto Quantitativos da Eletrólise
Com o conhecimento que temos hoje sobre os
processos eletroquímicos podemos dizer que:
A relação entre a massa e a corrente elétrica para
processos eletroquímicos foi proposta pelo químico inglês
Michael Faraday. Em 1834, Faraday (após uma série de
experimentos) chegou à conclusão a que a massa da
substância eletrolisada é diretamente proporcional à
quantidade de eletricidade que atravessa a solução.
E com alguns conhecimentos da Física, obteremos a
Equação Geral da Eletroquímica:
m =
i x t x MM
96.500 x nº de elétrons
Onde:
m – massa (g)
i – corrente elétrica (A, ampéer)
t – tempo (s)
MM – massa molar (g/mol)
EXEMPLO 1 Na eletrólise de uma solução de sulfato de
cobre, utilizando uma corrente de 100 A, obtêm-se 3,175
g de cobre no cátodo. Qual o tempo gasto nesse
processo?
EXEMPLO 2 Calcule a massa de cobre metálico
depositada por uma corrente elétrica de 1,93 A que
atravessa uma solução de sulfato cúprico durante 10 min
(Cu = 63,5 g/mol).
Para que estudar isso?
A espessura da camada metálica de proteção
anticorrosiva depende do metal depositado, do tempo
de eletrólise e da intensidade da corrente elétrica
empregada, nos processos indústrias então é
importante o controle de material depositado.
“A partir da relação entre a quantidade de eletricidade
que percorre o sistema eletrolítico e a massa molar
das substâncias é possível prever a massa das
substâncias formadas ou transformadas por
eletrólise”.

3. CHIMIE
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PRATIQUE SUAS HABILIDADES
01. (PUC) Dados:
E (volts)
F2 + 2e−
→ 2F−
+ 2,87
Cl2 + 2e−
→ 2Cl−
+ 1,36
Br2 + 2e−
→ 2Br−
+ 1,09
I2 + 2e−
→ 2I−
+ 0,54
Facilidade de descarga na eletrólise: OH- > F-.
Com base nos dados anteriores, pode-se afirmar que
o único processo possível na obtenção de F2, a partir
de NaF, é a:
a) Reação com o cloro. b) Reação com o bromo.
c) Reação com o iodo. d) Eletrólise de NaF(aq).
e) Eletrólise de NaF(l).
02. (ENEM/2010) A eletrólise é muito empregada na
indústria com o objetivo de reaproveitar parte dos metais
sucateados. O cobre, por exemplo, é um dos metais com
maior rendimento no processo de eletrólise, com uma
recuperação de aproximadamente 99,9%. Por ser um
metal de alto valor comercial e de múltiplas aplicações,
sua recuperação torna-se viável economicamente.
Suponha que, em um processo de recuperação de cobre
puro, tenha-se eletrolisado uma solução de sulfato
de cobre (II) (CuSO4) durante 3h, empregando-se uma
corrente elétrica de intensidade igual a 10A. A massa
de cobre puro recuperada é de aproximadamente
Dados: Constante de Faraday F = 96500C/mol; Massa
molar em g/mol: Cu = 63,5
a) 0,002 g. b) 0,04 g. c) 2,40 g. d) 35,5 g. e) 71,0 g.
02. (ENEM/2010) O crescimento da produção de
energia elétrica ao longo do tempo tem influenciado
decisivamente o progresso da humanidade, mas também
tem criado uma séria preocupação: o prejuízo ao meio
ambiente. Nos próximos anos, uma nova tecnologia de
geração de energia elétrica deverá ganhar espaço: as
células a combustível hidrogênio/oxigênio.
VILLULLAS, H.M.; TICIANELLI, E.A; GONZÁLEZ, E.R. Química Nova
Na Escola. No 15, maio 2002. (Foto: Reprodução/Enem)
Com base no texto e na figura, a produção de energia
elétrica por meio da célula a combustível
hidrogênio/oxigênio diferencia-se dos processos
convencionais porque
a) transforma energia química em energia elétrica, sem
causar danos ao meio ambiente, porque o principal
subproduto formado é a água.
b) converte a energia química contida nas moléculas dos
componentes em energia térmica, sem que ocorra a
produção de gases poluentes nocivos ao meio ambiente.
c) transforma energia química em energia elétrica, porém
emite gases poluentes da mesma forma que a produção de
energia a partir dos combustíveis fósseis.
d) converte energia elétrica proveniente dos combustíveis
fósseis em energia química, retendo os gases poluentes
produzidos no processo sem alterar a qualidade do meio
ambiente.
e) converte a energia potencial acumulada nas moléculas
de água contidas no sistema em energia química, sem que
ocorra a produção de gases poluentes nocivos ao meio
ambiente.
04. (FUVEST) O alumínio produzido a partir do
minério bauxita, do qual é separado o óxido de
alumínio que, em seguida, junto a um fundente, é
submetido à eletrólise. A bauxita contém cerca de
50% em massa de óxido de alumínio. De modo geral,
desde que o custo de energia elétrica seja o mesmo,
as indústrias de alumínio procuram estabelecer
próximas a:
a) Zonas litorâneas, pela necessidade de grandes
quantidades de salmoura para a eletrólise.
b) Centros consumidores de alumínio, para evitar o
transporte de material muito dúctil e maleável e, portanto,
facilmente deformável.
c) Grandes reservatórios de água, necessária para separar
o óxido de alumínio da bauxita.
d) Zonas rurais, onde a chuva ácida, que corrói o
alumínio, é menos freqüente.
e) Jazidas de bauxita, para não ser transporte a parte do
minério (mais de 50%) que não resulta em alumínio.
05. (Ufla-MG) Hidrogênio, alguns metais alcalinos e
alcalinosterrosos, alumínio e hidróxido de sódio são
produtos obtidos industrialmente pela eletrolise. As
alternativas estão corretas, exceto:
a) Os metais alcalinos são produzidos através da eletrólise
ígnea e são fundidos.
b) O gás hidrogênio (H2) é obtido pela eletrólise da água.
Ele é formado no anodo, ao passo que o oxigênio (O2) é
formado no catodo.
c) A quantidade de material depositado (ou gerado) no
catodo de uma célula eletrolítica é proporcional à corrente
fornecida.
d) Na eletrólise, o potencial gerado por uma fonte externa
é utilizado para provocar uma transformação química.
e) O alumínio é obtido industrialmente de acordo com a
reação (eletrólise):
Δ
2Al2O3 4Al + 3O2
criolita