O documento discute eletrólise, que é uma reação não espontânea provocada pela passagem de corrente elétrica através de uma solução. A eletrólise ocorre quando os íons migram para os eletrodos, onde ocorrem as reações de oxidação no ânodo e redução no cátodo. A eletrólise de NaCl produz sódio metálico, cloro gasoso e outros produtos dependendo dos reagentes e condições.
1. Pilhas - reações que produzem
corrente elétrica.
Eletroquímica
Eletrólise - reações provocadas pela
corrente elétrica.
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2. Eletrólise é a reação não espontânea
provocada pela passagem de corrente
elétrica, através de uma solução.
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3. Na eletrólise, os elétrons saem da pilha pelo ânodo – e
entram na célula eletrolítica pelo cátodo – , no qual
produzem redução. Na célula eletrolítica, os elétrons
emergem pelo ânodo + , no qual ocorre oxidação, e chegam à
pilha pelo seu cátodo + .
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5. • Para o pólo negativo (cátodo) migram os
cátions da solução, ocorrendo a sua redução:
X+ + e- Xo
*Para o pólo positivo (ânodo) migram os ânions
da solução, ocorrendo a sua oxidação:
Y- - e- Yo
No circuito externo, o cátodo é o eletrodo
onde chegam elétrons e o ânodo, onde saem os
elétrons.
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6. Na Eletrólise - (CRAO)
Cátodo - redução Anódo - oxidação
Polo (-) Polo (+)
O Cátion (+),
íon positivo
migra para o
cátodo (-)
O Ânion (-),
íon negativo
migra para o
ânodo (+)
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7. Eletrólise Ígnea – substância pura no
estado líquido sem a presença de água
NaCl Na+ + Cl-
D
As semi-reações que ocorrem nos eletrodos são:
Na+ + e– Na
2 Cl– Cl2 + 2 e–
-
cátodo
redução
+
anôdo
oxidação
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8. Eletrólise - Ígnea - NaCl(aq)
Fonte de corrente direta Fonte de corrente direta
cátodo cátodoânodo ânodo
e- e- e-e-
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9. Reação global da eletrólise ígnea
cátodo: 2 Na+ + 2e- 2 Na
ânodo: 2 Cl- Cl2 + 2e-
global: 2 Na+ + 2Cl- 2 Na + Cl2
a eletrólise ígnea do cloreto de sódio (NaCl)
produz sódio metálico (Na) e gás cloro (Cl2)
Conclusão
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10. Eletrólise meio aquoso
CA C+ + A-
H2O H+ + OH-
Facilidade de descarga crescente
Metais alcalinos (Li+, Na+, K+...)
Metais alcalinos-terrosos (Be2+, Mg2+, Ca2+...)
Alumínio (Al3+)
Demais metais
(Mn2+, Zn2+, Fe2+, Ni2+,
Cu2+, Ag1+, Hg2+, Au3+...)
H+
Ânions oxigenados (NO3
-, SO4
2-, ClO3
-...)
Fluoreto (F-)
OH- Ânions não-oxigenados
(Cl-, Br-, I-)
Hidrogeno-sulfato (HSO4
-)
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13. Somando as quatro equações, temos a reação global do processo:
2 NaCl 2 Na+ + 2 Cl–
2 H2O 2 H+ + 2 OH–
cátodo: 2 H+ + 2 e- H2
Ânodo: 2 Cl- Cl2 + 2e-
2 NaCl(aq) + 2H2O(l) 2 Na+
(aq) +2OH–
(aq)+ H2(g) + 2 Cl2
A eletrólise do NaCl(aq) é um processo que permite obter soda cáustica (NaOH),
gás hidrogênio (H2) e gás cloro (Cl2). Note que a presença de OH– na solução
final da eletrólise caracteriza soluções básicas.
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14. 1ª Lei de Faraday
1 mol de elétrons
6,0.1023 e-
96500 Coulombs
1 Faraday = 1F
transporta
2ª Lei de Faraday
Q=i.t
Q= carga (C)
i= corrente (A)
t= tempo (s)
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15. Oxidação: 2 H2O 4H+ + O2 + 4e-
Redução: 2x 4H2O + 4e- 4OH– + 2H2
1) (Unicamp-SP) Observe o esquema,
representativo da eletrólise da água.
As semi-reações que ocorrem nos
eletrodos são:
6H2O 4OH– +4H+ + 2H2 + O2a)
b) 4H+ 4OH-
neutra
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16. 02. (ITA) Durante uma eletrólise, a única reação que ocorreu no catodo
foi a deposição de certo metal. Observou-se que a deposição de 8,81
gramas de metal correspondeu à passagem de 0,300mols de elétrons
pelo circuito. Qual das opções a seguir contém o metal que pode ter
sido depositado?
Dados: Massas atômicas Ni = 58,71; Zn = 65,37; Ag = 107,87;
Sn = 118,69; Pb = 207,19
a) Ni
b) Zn
c) Ag
d) Sn
e) Pb
1mol Ni 58,71
0,3mol Ni x
X= 17,613g como Ni2+
X = 8,81 g
2
x
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17. 03. Uma peça de bijuteria recebeu um “banho de prata” (prateação)
por um processo eletrolítico. Sabendo que nessa deposição o
Ag+ se reduz a Ag e a quantidade de carga envolvida no processo
foi de 0,01 faraday, qual é a massa de prata depositada?
(massa molar: Ag = 108 g mol–1)
Ag+ + 1e- Ag
1mol e- 1mol Ag
1 Faraday 108g
0,01 Faraday X
X = 1,08 g Ag
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18. 04. (UFRS) Sabendo que um faraday é igual a 96500 Coulombs, o
tempo, em segundo, necessário para eletrodepositar 6,35g de
Cu2+ utilizando uma corrente de 2 amperes é de: Dado: Cu=63,5
a) 6,3
b) 12,6
c) 4825
d) 9650
e) 19300
Cu2+ + 2e- Cu
2mol e- 1mol Cu
2Faraday 63,5 2.96500
6,35 X
X = 19300CQ=i.t
19300=2.t
t= 9650 segundos
x
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19. 05. Um estudante resolveu folhear sua chave com prata, utilizando a
seguinte montagem:
Nessa célula, a chave corresponde ao:
a) Ânodo, que é o pólo positivo.
b) Ânodo, que é o pólo negativo.
c) Cátodo, que é o pólo positivo.
d) Cátodo, que é o pólo negativo.
e) Cátodo, onde ocorre a oxidação.
Ag1+ vai para o cátodo, que é o pólo negativo
x
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