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O conceito de eletrólise, explorando os processos de dissociação eletrolítica e a decomposição de substâncias pela corrente elétrica. Descreve a eletrólise aquosa, a prioridade de descarga de íons e a eletrólise de ácidos, utilizando o ácido clorídrico como exemplo. Além disso, compara e contrasta a eletrólise com pilhas, destacando suas semelhanças e diferenças.
Tipologia: Trabalhos
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As substâncias em solução aquosa apresentam um comportamento diverso quanto à condutibilidade elétrica. Aquelas que formam soluções condutoras da eletricidade são denominadas eletrólitos, recebendo o nome de não -eletrólitos, as não condutoras. Os eletrólitos são as soluções aquosas dos ácidos, bases e sais ou, ainda, as bases e sais fundidos. As soluções das substâncias orgânicas, à exceção dos ácidos e sais orgânicos, constituem os não -eletrólitos. O fato de certas soluções conduzirem a corrente elétrica está ligado ao fenômeno da dissociação eletrolítica, cuja teoria explicativa foi proposta por SWANTE ARRHENIUS em 1887 com o nome de teoria da dissociação eletrolítica ou teoria iônica. Denomina-se dissociação eletrolítica ao fenômeno que se passa no ato da dissolução de uma substância num líquido dissociador como, por exemplo, a água, sofrendo as moléculas da substância, em maior ou menor grau, uma dissociação em íons positivos e negativos, estabelecendo- se, por fim, um equilíbrio entre a parte dissociada e a parte não dissociada. Assim por exemplo: HCL == H+^ cL- Os íons têm propriedades específicas e reações próprias, devendo-se a eles: a) as propriedades elétrica s das soluções; b) as anomalias nas propriedades coligativas das soluções(criometria, ebuliometria, osmometria); c) o comportamento químico das soluções. Eletrólise é o fenômeno resultante da passagem da corrente elétrica através de um eletrólito, sendo os íons transportados para os pólos de nomes contrários. Portanto, eletrólise é a decomposição de uma substância pela corrente elétrica. A realização da eletrólise está na dependência dos seguintes fatores: eletrólito, em solução aquosa ou fundido, corrente contínua fornecida por um gerador e os eletrólito. O aparelho sado no laboratório é voltâmetro e na indústria, a cuba eletrolítica. O eletrodo por onde entra a corrente é o eletrodo positiva(anodo) e aquele por onde a corrente sai é o negativo (catodo). Os íons positivos sendo atraídos para o catodo são denominados cátions , enquano que os íons negativos, atraídos para o anodo, recebem o nome de anions. Lembrando que o íon é o átomo em desequilíbrio elétrico. Como as partículas eletrizadas caminham, isto é, viajam d um ponto a outro na solução, receberam o nome de íon, que em grego, quer dizer, viajante. A eletrólise se caracteriza, pois, por um transporte de íons. Eletrólise Aquosa A eletrólise aquosa é realizada com soluções aquosas de ácidos, bases ou então sais.Neste caso devemos considerar que além do soluto, a água também pode concorrer pelos eletrodos para sofrerem redução ou oxidação. Para decidir se os íons derivados do soluto terão maior prioridade em relação à água, devemos observar uma fila de prioridade, também chamada fila de descarga. Essa fila considera a prioridade de cátions e de ânions. PRIORIDADES DE DESCARGA Cátions : 1 A < IIA < Al ³< H < TODOS OS DEMAIS CÁTIONS PRODUTOS CRESCENTES
ÂNIONS OXIGENADOS e F < OH −¿ TODOS OS DEMAIS ÂNIONS PRODUTOS CRESCENTES ELETRÓLISE DE UM ÁCIDO O ácido clorídrico é uma solução aquosa de cloreto de hidrogênio (HCl), um gás incolor ou levemente amarelado, não inflamável e tóxico, obtido como subproduto da cloração do benzeno ou de outros hidrocarbonetos. Segundo a teoria de Arrhenius, um ácido é toda substância que em solução aquosa libera como único cátion o hidrogênio (H+) ou, mais corretamente, que forma o cátion hidrônio (H3O+). Assim, é isso o que ocorre com o HCl em solução aquosa. Esse gás é um composto covalente formado pelo compartilhamento de um par de elétrons entre o hidrogênio e o cloro. O cloro é mais eletronegativo que o hidrogênio e, por isso, atrai os elétrons mais fortemente para si, criando um dipolo elétrico na molécula. Desse modo, quando o cloreto de hidrogênio é colocado em água, o hidrogênio da molécula de HCl, que está positivamente carregado, é atraído pelo oxigênio da molécula de água, que é mais eletronegativo que o cloro. Desse modo, estabelece-se uma ligação covalente que forma o cátion hidrônio (H3O+) em solução aquosa, ou seja, ocorre uma ionização: Semirreação de redução (catodo): Semirreação de oxidação (anodo): Note que somente o soluto (HCl) sofre eletrólise, logo a solução fica mais diluída. Com isso o pH da solução irá aumentar, pois a mesma ficará menos ácida. Visto que possui íons em solução, o ácido clorídrico é uma solução eletrolítica, ou seja, que conduz corrente elétrica: O ácido clorídrico possui alto grau de ionização (α = 92,5% a 18ºC), por isso ele é um ácido forte e corrosivo. Ele é usado na limpeza e decapagem de metais, na produção
n 1 =
→ n 1 =0,032328767 mol / L A fonte utilizada possuía uma corrente de 2,5A. i =
Δ t
Δ t → ∆ t = 38600 s Convertendo em minutos : ∆ t =643,33 min SEMELHANÇAS ENTRE PILHA E ELETRÓLISE Semelhanças: A pilha e a eletrólise usam soluções eletrolíticas, que são condutoras, porque permitem a passagem de corrente elétrica. Em ambas a corrente elétrica nas soluções é formada por íons positivos e negativos. Nas placas, na grafite, e nos fios a corrente elétrica é formada pelos elétrons em movimento num sentido preferencial. Em ambas ocorrem reações químicas visíveis, nas soluções, nas placas e na grafite. Uma placa tem sua massa reduzida e a outra tem sua massa aumentada. Na grafite aparecem bolhas (gás).Em ambas o circuito se fecha na solução eletrolítica. Diferenças: Na pilha as reações são espontâneas e a energia química se transforma em energia elétrica e a eletrólise é um processo não espontâneo de descarga de íons, baseado na conversão de energia elétrica em energia química. A pilha contém duas placas metálicas diferentes, uma de cobre e outra de zinco. A placa de zinco (mais reativo do que o cobre) é o pólo negativo, porque doa os elétrons para a placa de cobre, e esta é o pólo positivo, porque recebe os elétrons através do fio condutor. A eletrólise contém duas placas iguais ou duas grafites. Estas placas são ligadas aos pólos da bateria, a placa que é ligada ao pólo positivo da pilha é positiva e a placa que é ligada ao pólo negativo da pilha é negativa. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA [1] CHRISTINA, Maria. Eletromagnetismo no Ensino Médio : semelhanças e diferenças pilha e eletrólise. Semelhanças e diferenças pilha e eletrólise. IFUSP. Disponível em: http://fap.if.usp.br/~lumini/f_bativ/f1exper/pilhas/compara.htm. Acesso em: 03 ago. 2029. [2] BLOIS, Giselle. Transformações Químicas e Energia : eletroquímica: oxirredução, potenciais padrão de redução, pilha, eletrólise e leis de faraday - parte 10. Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday - Parte
[4] FOGAÇA, Jennifer. Ácido Clorídrico. Manual da Quím. Disponível em: https://www.manualdaquimica.com/quimica-inorganica/acido-cloridrico.htm. Acesso em: 03 ago. 2029. [5]