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Eletrólise química geral
Tipologia: Notas de estudo
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Disciplina: Química Geral Professor: Bruno Rocha Santos Lemos 1
É um processo não-espontâneo, que consiste em uma reação de oxirredução que é provocada pela passagem de corrente elétrica.
Célula Galvânica
Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos 2 Definição Célula Eletrolítica
Produção de elementos químicos de alta reatividade, como metais alcalinos, alcalinos terrosos, alumínio, halogênios, etc; Produção de compostos químicos de grande importância comercial; Indústria de Alumínio
Alumínio Metálico 3
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o Processos de anodização, que consistem em uma oxidação forçada da superfície do metal, para aumentar a resistência à corrosão; o Processos de eletrodeposição de metais (galvanização), como a niquelagem, cromagem, prateação, etc. Purificação de vários metais como o cobre, zinco, chumbo, etc; Panelas de Alumínio Anodizadas Fios de cobre
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A reação entre o sódio e o cloro é espontânea, extremamente fácil e violenta, pois permite a esses átomos adquirirem uma configuração eletrônica estável. A espontaneidade dessa reação pode ser confirmada pelo cálculo de sua ddp, com auxílio da tabela de potenciais padrão: Na + Cl NaCl Na Na+^ + e- Cl + e-^ Cl- 2 Na (s) 2 Na+^ (aq) + 2 e-^ E° = 2,71 V Cl 2 (g) + 2 e-^ 2 Cl-^ (aq) E° = 1,36 V 2 Na (s) + Cl 2 (g) 2 NaCl (aq) E° = 4,07 V 7
Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos A reação inversa só irá ocorrer se for aplicada uma voltagem superior a 4 , 07 V, para que o elétron seja transferido do cloreto (Cl-) para o sódio (Na+). 2 NaCl (aq) 2 Na (s) + Cl 2 (g) E° = - 4,07 V 8
Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos
O gerador não cria nem destrói elétrons, ele apenas remove elétrons pelo pólo positivo e os transfere por seu pólo negativo. Se na célula não existir um eletrólito, a corrente elétrica NÃO irá fluir. Na presença, de um eletrólito, cada um de seus íons migrará para o eletrodo de sinal contrário ao seu, fazendo com que o circuito se feche e provocando alterações químicas nesses íons (oxidação ou redução). A corrente deve ser contínua e a voltagem suficiente para provocar a eletrólise.
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Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos 10
Eletrólise Ígnea do Cloreto de Sódio Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos 13 Se a eletrólise do NaCl fosse feita em água, o resultado seria diferente da eletrólise ígnea, devido a presença dos íons provenientes da auto-ionização da água. Esses íons irão competir nos eletrodos com os íons Na+(aq) e Cl-(aq). Experimentalmente, verifica-se: Eletrólise Aquosa (Eletrodos Inertes) Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos 14
Eletrólise Aquosa (Eletrodos Inertes) Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos 15 O uso direto da tabela dos potenciais-padrão do eletrodo, na previsão das reações de eletrólise não é trivial devido: a) A tabela foi estabelecida para concentrações de 1 mol/L dos íons correspondentes e, mudando-se as concentrações, os valores de potencial são alterados. b) Em certos casos, o potencial de descarga do íons se afasta do E°, devido a outros fenômenos. Um exemplo clássico é a dificuldade adicional para descarga dos íons H+, devido ao fato que parte do H 2 produzido durante o processo fica aderido no eletrodo, dificultando a passagem de corrente elétrica. A previsão das reações de eletrólise NÃO deve ser feita pela análise direta da tabela de potenciais Consideração sobre o Uso da Tabela de Potenciais Padrão Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos 16
Observe o esquema abaixo, representativo da eletrólise da água. As semi- reações que ocorrem nos eletrodos são: A partir dessas informações: a) Identifique os gases A e B. b) Identifique qual o pólo da bateria que está conectada no tubo B. Justifique sua resposta. c) Explique porque o tubo B tem maior massa que o tubo A. R: a) Tubo A: H 2 e tubo B: O 2 b) Pólo + c) no tubo B temos metade do número de moléculas que no tubo A. Entretanto, massa molar do gás no tubo B (O 2 ) é maior que a no tubo A (H 2 )
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Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos Eletrólise Aquosa (Eletrodos Reativos) 21 Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos Eletrólise Aquosa (Eletrodos Reativos) 22
