APLICAQOES DA~

ELETROLISE

Todo mundo ja ouviu falar em para-choques "cromados", j6ias "ba-nhadas a ouro" e parafusos "niquelados". Essas pec;as nao sac feitas decromo, cure ou nfquel; elas apenas recebem uma camada desses metaispara protege-Ias da oxidac;ao e de qualquer outro processo de corrosao etambem para que adquiram aspecto atraente.

Para depositar camadas metalicas sobre pec;as, existem algumas tec-nicas. Uma das mais importantes e a galvanizac;ao, que nada mais e queuma aplicac;ao da eletr6lise. Dutra aplicac;ao importante da eletr61ise e aproduc;ao de algumas substancias de larga utilizac;ao, como a soda causti-ca, 0 gas c1oro e os hipocloritos. E tambem por eletr61ise que se obtem, emestado de elevada pureza, alguns metais como 0 alumfnio, 0 nfquel e 0

cobre.

Quando um composto i6nico e dissolvido emagua ou fundido, ocorre a separayao dos seus fons,fen6meno que recebe 0 nome de dissociayao i6ni-ca. A dissociayao corresponde a um aumento daliberdade de movimentayao dos fons. Por exemplo,quando fundimos 0 cloreio de sodio, ou se 0 dis-solvemos na agua, os fons Na+ e cr Ilbertam-se daestrutura cristalina e passam a vagar pelo sistema.Substancias ou misturas que contenham fons livreschamam-se eletr6litos.

Quando colocamos num eletrolito do is termi-nais condutores (eletrodos), Iigados aos polos deum gerador de corrente contfnua, os cations (fonspositivos) sac atrafdos para 0 eletrodo negativo e osanions (fons negativos)para oeletrodopositivo(fig.1).

Chegando ao eletrodo positivo, os anions (fonsnegativos) entregam os eletrons que tem em exces-so e se tornam partfculas neutras. Estas se deposi-tam sobre 0 eletrodo ou se desprendem na formade gas.

Os eletrons entregues ao eletrodo positivo for-mam uma corrente de eletrons que entra no polopositivo do gerador, atravessa 0 gerador e sai pelopolo negativo, fornecendo continuamente eletronsao eletrodo negativo, no qual neutralizam osfons positivos que chegam a esse eletrodo.

o circuito eletrico se fecha com 0 eletrolitofuncionando como um condutor de tipo especial:enquanto, nos fios metalicos do circuito, a correnteeletrica e constitufda apenas pelo movimento orde-nado dos eletrons livres, no eletrolito ela e consti-tufda pelo movimento, em sentidos opostos, dosfons Iivres positivos e negativos.

o processo que acaba de ser descrito chama-se eletrolise e so se mantem enquanto os eletrodosestao ligados ao gerador. Este funciona como uma"bomba" de eletrons, "Ianyando-os" pelo seu polonegativo e "aspirando-os" pelo seu polo positivo.Em outras palavras, 0 papel do gerador e fornecerenergia ao processo. A energia e necessaria para"empurrar" eletrons ate 0 eletrodo negativo, "aspi-rar" eletrons do eletrodo positivo e vencer as resis-tencias do circuito (os eletrons encontram resisten-cia no seu movimento at raves dos fios condutorese os fons encontram resistencia ao se moveremdentro do eletrolito).

Resumindo, 0 "bombeamento" de eletrons -que garante um "estoque" de eletrons em excessono eletrodo negativo e um estoque de cargas posi-tivas em excesso no eletrodo positivo - se faz acusta da energia fornecida pelo gerador.

Fig 3 - Svante August Arrhenius (1859-1927), qufmicosueco, fez varias pesquisas sobre a condutividade eletri-ca das soluyoes. Em 1889 pub/icou 0 livro "Sobre adissociayao das substancias em soluyoes aquosas" noqual propunha que os eletr61itos eram formados por fonsque se espalhavam em agua quando nela dissolvidos.Sua teoria teve imensa repercussao em Qufmica quandofoi aplicada aos fenomenos da eletr61ise e aos conceitosde fOf(;a dos eletr61itos e de pressao osm6tica das solu-yoes.

Galvanizac;ao

Fig. 2 - Michael Faraday (1791-1867),cientista ingles,publicou em 1833as leis da eletr61ise como resultado deuma serie de pesquisas. Essas leis relacionavam a massadecomposta de um eletr61ito com a intensidade da cor-rente, 0 tempo da eletr6/ise e 0 equivalente qufmico de.substancia. Faraday, ajudado por um especialista, cu-nhou os termos eletrodo, catodo, anodo, fon, cation,anion, ate hoje usados em eletroqufmica.

Quando se faz a eletrolise de um material ondeha cations metalicos, ocorre a deposiyao de umacamada metalica sobre 0 eletrodo negativo; por-tanto, quando se deseja fazer 0 revestimento meta-lico de uma peya, basta coloca-Ia como 0 eletrodonegativo num circuito de eletrolise (para isso, evi-dentemente, e necessario que a peya seja feita de

material condutor ou tenha sido revestida previa-mente por uma camada condutora). A essa tecnica,chama-se galvanizayao ou eletrodeposiyao meta-lica.

o termo "galvanizayao" vem do nome do cien-tista italiano Luigi Galvani (1737-1798) que realizouestudos sobre a eletricidade; suas descobertas fo-

ram ampliadas por Alessandro Volta (1745-1827)que construiu a primeira pilha eletrica.

Na galvanizac;;ao, como vimos, 0 objeto sobre 0qual se deseja depositar um revestimento metalicodeve constituir 0 eletrodo negativo; 0 eletrodo po-sitivo e, geralmente, um pedac;;odo proprio metal aser depositado. 0 banho eletrolftico (soluc;;aoaquo-sa) e um sal desse metal. Quando a corrente eletri-ca passa pela soluc;;ao, os cations metalicos sacatrafdos para 0 eletrodo negativo (no caso, a pec;;aaser revestida). Em sua superffcie, os cations sedescarregam, transformando-se em atomos neu-tros do metal, que se depositam formando umacamada metalica sobre a pec;;a.A medida que sedeposita metal no eletrodo negativo, 0 eletrodopositivo se dissolve, transformando-se em cationsmetalicos; dessa maneira, ha uma reposic;;ao decations na soluc;;ao.

Quanto aos anions do banho eletrolftico, po-dem ocorrer situac;;oes variadas; em alguns casos,eles participam da reac;;ao;em outros nao: compor-tam-se como fons "espectadores" do processo.Nem todo metal pode ser depositado a partir desoluc;;ao aquosa de seu composto. A presenc;;a daagua pode mudar os resultados esperados numaeletrolise, pois em alguns casos a agua tambemparticipa da reac;;aoqufmica.

polo positivo polo negativodo gerador do gerador

L ~jc ce e

~_ oQ)t - -- -- IDi

Atomos de cobremetalico transformam-seem ions Cu2+ quepass am para a solu<;:ao

ions Cu2+transformam-se emcobre metalico quese deposita sobre a pe<;:a

A deposic;;ao de cobre e um exemplo de galva-nizac;;ao. Nesse caso, 0 eletrolito e uma soluc;;aoaquosa de sal de cobre e 0 eletrodo positivo deveser um pedac;;ode cobre para evitar que a soluc;;aose enfraquec;;a em termos de fons cobre. 0 eletrodo

negativo e a pec;;aa ser recoberta. Como 0 cobredepositado na pec;;ae reposto na soluc;;ao- pois hadissoluc;;ao do pedac;;ode cobre que funciona comoeletrodo positivo - 0 banho eletrolftico mantempraticamente constante a sua composic;;ao. Esseprocedimento e muito conveniente, pois nao sacexigidas frequentes correc;;oes do banho eletrolf-tico.

Varias condic;;oes interferem na espessura e naqualidade da camada depositada. Entre essas con-dic;;oes podem ser citadas a temperatura, a volta-gem aplicada, a concentrac;;ao do banho e 0 tipo desal que constitui 0 eletrolito, alem e claro, do tem-po de galvanizac;;ao; acrescente-se a isso 0 fato deque certos metais nao se depositam bem sobreoutros: se 0 metal base da pec;;aa ser galvanizada eo metal a ser depositado nao forem compatfveis, agalvanizac;;ao pode resultar numa camada poucoaderente que logo comec;;a a descascar.

Um objeto cromeado pode comec;;arcomo umapec;;ade ferro ou de latao. Ela passa por um solven-te para desengordura-Ia e em seguida por um ba-nho acido para eliminar as oxidac;;oes (por exem-plo, pontes de ferrugem no caso de pec;;asde ferro).Af, entao, comec;;a a galvanizac;;ao. A pec;;arecebeuma pelfcula de cobre e, sobre esta, uma de nfquel.Por fim, uma pelfcula de cromo e depositada paradar um acabamento brilhante, de grande resist€m-cia a riscos.

Pec;;asnao metalicas tambem podem ser galva-nizadas desde que sua superffcie seja tornada con-dutora; assim, objetos de plastico podem ser galva-nizados recobrindo-se sua superffcie com uma ca-mada de metal pulverizado.

Anodizac;aoEm alguns casos, e conveniente formar uma

camada de oxido na superffcie de objetos metal i-cos; essa camada tem finalidade protetora ou este-tica. 0 processo eletrolftico de formac;;ao dessacamada tem 0 nome de anodizac;;ao.

No caso do alumfnio, a formac;;ao de uma ca-mada superficial de oxido protege da corrosao 0resto do metal. 0 oxido de alumfnio apresentatambem boa resistencia mecanica; por isso, obje-tos de alumfnio anodizado duram muito mais.

Para se formar a camada protetora de oxido dealumfnio, as pec;;asa serem protegidas sac usadascomo polo positivo numa eletrolise de soluc;;aoaquosa de acido sulfurico. Nessa eletrolise ocorre,no polo positivo, liberac;;ao de oxigenio 0 qual atacao alumfnio, formando oxido de alumfnio. Como acamada obtida tem certa porosidade, ela pode re-ceber corantes; depois, sela-se a camada, geral-mente com agua quente. As tampas de panelas e os.cinzeiros de alumfnio colorido sac pec;;asfabrica-das por esse processo.

Produ~io de aluminioo alumfnio a um dos elementos mais abundan-

tes na crosta terrestre. Ele forma cerca de 8% dela,sendo ultrapassado apenas pelo sillcio e pelo oxi-genio. No entanto, 0 alumfnio nao a encontradolivre na natureza, mas somente na forma combina-da. Os rubis, por exemplo, sac constitufdos poroxido de alumfnio cristalizado contendo impurezasque Ihes conferem cores variadas.

o mineral mais importante para se extrair 0alumfnio a a bauxita, a qual contam oxido de alumf-nio. Este, depois de separado das impurezas, rece-be 0 nome de alumina. No Brasil, os depositos debauxita mais importantes sac os de Minas Gerais edo Para.e alumfnio tem variadas aplicac;:oes, po is essemetal apresenta grande resistencia mecanica e, aomesmo tempo, a muito leve. Entre suas aplicac;:oespodem ser citadas as chapas para a construc;:ao debarcos e de certos tipos de carrocerias de cami-nhoes, folhas de alumfnio para embalagens, caboscondutores de eletricidade, utensflios de cozinha,etc.

A produc;:ao de alumfnio metalico a uma dasaplicac;:oes da eletrolise de maior importancia in-dustrial. 0 processo consiste em submeter a umaeletrolise a alumina fundida (eletrolise fgnea). Afusao a necessaria porque os compostos de alumf-nio eletrolizados em soluc;:ao aquosa nao deposi-tam alumfnio, mas liberam hidrogenio (da agua) nopolo negativo. Como 0 ponto de fusao da alumina amuito alto (proximo a 2.000°C), ela a misturada aum fundente para permitir a eletrolise a uma tem-peratura mais baixa. 0 problema a resolvido fazen-do-se a eletrolise da alumina dissolvida num mine-rai chamado criolita (fluoreto duplo de alumfnio esodio, 3NaF. AIF3); essa mistura se funde perto de1.000°C.

aluminadissolvidaem criolita

barras degrafite

~(POIO positivo)

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recipienteSafda do aluminio de ayoalumfnio fundido (polo negativo)

Fig. 5 - Processo de produyao de aluminio

A mistura de alumina e criolita fundida ficacontida em recipientes de ac;:ocujas paredes sac 0polo negativo da eletrolise. 0 alumfnio af produzi-do funde-se a 660°C e, como a mais dense que 0eletrolito, acumula-se como IIquido na parte infe-rior do recipiente, de onde a vazado periodica-mente.

o polo positivo a uma sarie de cilindros degrafite. Esses cilindros sac fabricados com coquede petroleo e ficam imersos no eletrolito fundido. Amedida que ocorre liberac;:ao de oxigenio, essescilindros sao atacados e resulta 0 gas carbonico.

dissociac;:aoionica:

pOlo-(cuba):

polo +9rafite:

6 02- -

60 + 3C

12e- --~-

• 3C02

A produc;:ao de alumfnio exige grandes quanti-dades de energia elatrica. Oaf a necessidade dehaver uma oferta de energia elatrica abundante ebarata junto as fabricas de alumfnio.

Aq u i cabe uma pergunta: se a eletrolisedo A1203 a feita dentro da criolita fundida(3NaF.A I F3), porque nao M liberac;:ao tambam dosodio no polo negativo? E por que nao ha liberac;:aode fluor do polo positivo, alam do oxigenio? Expli-ca-se tal fato porque nessa eletrolise usa-se umatensao (voltagem) que permite a descarga dos fonsA ,3+ e OZ- ,mas nao ados fons Na+ e F. Afinal,cadatipo de fon exige uma voltagem adequada aplicadaaos eletrodos para que possa se descarregar, Va-riando a voltagem aplicada, a possfvel selecionaros fons que efetivamente se descarregam durante aeletrolise dessa mistura. Aqueles que nao se des-carregam, como, neste caso, os fons Na+ e F-,ficam vagando na soluc;:ao.

o alumfnio nao era conhecido na Antiguidade.Isolado no infcio do saculo 19, sua preparac;:ao eracarfssima pois exigia 0 usa de sodio e potassicmetalicos para retira-Io de seus compostos, 0 pro-cesso introduzido por Hall e Haroult, a partir de1686, tornou possfvel a produc;:ao eletrolftica dessemetal, reduzindo 0 seu custo. A partir daf, 0 alumf-nio tornou-se um metal disponfvel em grandesquantidades, sendo hoje 0 segundo metal em im-portancia industrial (0 primeiro e 0 ferro).

Cobre eletroliticoo elemento cobre, na forma metalica, e usado

como condutor eletrico e tambem para a fabrica-9ao de ligas, como 0 latao (cobre e zinco) e 0bronze (cobre e estanho). Na forma de compostos,o cobre e usado na agricultura (fungicidas), nagalvaniza9ao de pe9as (cobrea9ao) e na fabrica9aode pigmentos para tintas.

As principais fontes naturais de cobre sac acuprita (oxido cuproso, CU20) e a calcopirita (sul-feto de cobre e ferro, CuS.FeS). 0 tratamento meta-lur,gi?o desses minerios produz cobre com purezaproxima a 98%. No entanto, para certas ap1ica90es,esse grau de pureza e insuficiente. Eo caso do usedo cobre em condutores eletricos; exige-se, nessecaso, 0 metal muito puro para que sua resistEmciaeletrica seja a menor possfvel.

o cobre metalurgico pode ser purificado poreletrolise; chama-se a esse processo reflnac;io ele-trolftlca. Faz-se a eletrolise da solu9ao aquosa desulfato de cobre usando, como polo positivo, umaplaca de cobre metalurgico. A medida que a cor-rente eletrica passa, deposita-se cobre no polonegativo com grau de pureza superior a 99%; esseeo cobre refinado eletroliticamente e que e conhe-cido como "cobre eletrolftico". A placa de cobremetalurgico, enquanto isso, se "dissolve", isto e,formam-se a partir dela fons Cu2+ que passam paraa solU9ao; portanto, durante essa eletrolise, obser-va-se um transporte de cobre do polo positivo parao negativo.Polo negativo

Cu2+ + 2e- -- •• CU(s)(aq)

Polo positivo(Cu + impuresas) - 2e- _-·~Cu2+ + impurezas

(s) (aq) (s)(lama an6dica)

As impurezas que acompanham 0 cobre meta-lurgico, e que nao se dissolvem, formam no fundoda cuba de eletrolise, a "lama anodica". Essa lamacontem varios materials: entre eles, prata, ouro,restos de minerios, sflica, etc. A diferen9a de poten-cial aplicada nessa eletrolise e suficiente para pro-vocar a forma9ao de fons Cu2+, mas nao de fons daprata e do Duro acompanhantes. A extra9ao e avenda dos metais presentes na lama anodica po-dem compensar 0 custo da refina9ao eletrolftica docobre.

Eletr6lise Industrial do Sal Marinhoo sal de cozinha, ou sal marinho, e materia

prima abundante e de baixo pre90. Pela eletrolisedo sal marinho, sac obtidos 0 hidroxido de sodioou soda caustica, 0 cloro e 0 hidrogenio; secunda-riamente, fabricam-se 0 acido clorfdrico e os hipo-cloritos.

Quando 0 cloreto de sodio e dissolvido emagua, ocorre a dissocia9ao i6nica:

N CI H20 +a (s) _ Na (aq) + CI- (aq)

Para explicar 0 que acontece com os fonsdurante a eletrolise, devemos considerar algunsfatos experimentais.

A eletrolise do NaCI aquoso, feita usando-seeletrodos inatacaveis, apresenta os seguintes re-sultados:1°) No eletrodo positivo, desprende-se um gas ama-relo-esverdeado de cheiro muito forte que facil-mente e identificado como cloro (CI2).2°) No eletrodo negativo, desprende-se um gasincolor, inodoro, inflarnavel e que apresenta densi-I,dade muito ~aixa; trata-se do gas hidrogenio (H2).3°) Na solu9ao aquosa, aparece hidroxido de sodio.A evapora9ao dessa solu9ao permite obter sodacaustica solida.

Como interpretar esses fatos experimentais?A Iibera9ao de cloro pode ser justificada pela

seguinte rea9ao:2CI- - 2e- • CI2(g).

(aq)A produ9ao do hidroxido e a libera9ao de hi-

drogenio explicam-se pela transforma9ao:

hidraxidode sadioNaOH

hipoeloritode sadioNaCIO

eloroCI2

seidoeloridrieoHCI

hidrogenioH2

Fig. 6 - as produtos da e/etro/ise do sa/ marinhoe seus subprodutos.

Assim, 0 hidroxido de sodio e formado pelosfons Na+ (provenientes do NaCI) e OH-(provenien-tes da agua).

o hidroxido de sodio e a substanda mais im-portante produzida nessa eletrolise. Conhecida nocomercio como soda caustica, ela e usada na fabri-ca9ao do sabao, do papel, na obten9ao de sais desodio e outras numerosas aplica90es.

o hidrogenio e 0 cloro, tambem pr6dutos daeletrolise do cloreto de sodio, podem ser combina-

dos para a produc;;ao de cloreto de hidrogenio que,dissolvido em agua. constitui 0 acido cloridrico.° cloro a tambam usado no tratamento deagua (clorac;;ao). na fabricac;;ao de inseticidas (DOT,SHC, etc) e dos hipocloritos. Os hipocloritos. prin-cipalmente de sodio e de calcio, sac usados comoalvejantes e desinfetantes.

Os hipocloritos sac obtidos quando uma cor-rente de cloro atravessa uma soluc;;ao basica:

Se a base em soluc;;ao for 0 hidroxido de sodio,obtam-se uma mistura de cloreto de sodio e hipo-clorito de sodio (NaCIO). °hipoclorito de sodio a 0componente ativo das "aguas de lavadeira" e suafunc;;aoa agir como desinfetante e alvejante, simul-taneamente.

A ELETR6LISE NO LABORAT6RIODA ESCOLA

° fenomeno da eletrolise nao a assunto a sertrabalhado em teoria no curso de Ciencias para 01°grau. No entanto, os efeitos quimicos da correnteelatrica sac muito interessantes e faceis de seremmostrados. Soma-se a isso a sua importancia prati-ca e, assim, se justifica uma explorac;;ao do tema naforma de atividades experimentais. Recomenda-seque 0 assunto seja tratado como observaC;;aodosefeitos da passagem da eletricidade atravas dassubstancias, sem exigir equac;;oes quimicas nemcalculos a esse respeito.

Os quatro experimentos propostos mais adian-te podem ser realizados pelos alunos e cada umdeles permite a discussao de alguns aspectos im-portantes da Quimica.Experimento n° 1: A condutividade eletrica dassolutj:oes aquosas.

Os resultados obtidos neste experimento per-mitem introduzir a idaia da existencia dos ions.Para isso, foi acrescentado um comentario apos 0roteiro do experimento.

Experimento n° 2: Obtendo hidrogenio e oxigenio.

A eletrolise da agua a um processo importantena industria para a obtenc;;ao do Hidrogenio. Numcurso de Ci€mcias, no 1° grau, ela a interessanteporque permite obter facilmente pequenas quanti-dades de hidrogemio e oxigenio. para 0 estudo dealgumas propriedades desses gases. Nao a reco-mendavel tentar "provar" por esse experimentoque a formula da agua a H20.

Os eletrodos utilizados devem ser de niquel-cromo ou de grafite; outros materiais podem se

combinar com 0 oxigenio prejudicando 0 experi-mento.

Experimento n° 3: Eletrodepositj:io do Cobre

Neste experimento. 0 aluno usara 0 conceitode ion e trabalhara com variaveis importantes paraa eletrolise (tempo. corrente, mudanc;;a de polo);alam disso, 0 professor pode chamar a atenc;;aopara a importancia pratica dos processos de galva-nizac;;ao(cobreac;;ao, niquelac;;ao, zincagem, pratea-c;;ao,dourac;;ao etc.).

Experimento n° 4: Eletr6lise da solutj:io aquosade iodeto de s6dio.

Esse experimento pressup6e um certo conhe-cimento de acidos, bases e indicadores. Os testespravios (para reconhecer bases e iodo) ajudam nainterpretac;;ao dos resultados do experimento ..

Experlmento n° 1A condutibilidade eltUricadas soluQoes aquosas

eopo ou garrafa de plastfeofio de niquel-eromo (2 pedar;os de 10 em)fio eletrico de abajur (2 pedar;os de 15 em)parafina (1 vela)3 pilhas de lanterna (1,5V)ar;ucarsal de cozinhaalcoolacido clorfdricohidr6xido de s6diolampada de lanterna

Podemos testar se uma soluc;;ao aquosa con-duz ou nao a corrente elatrica usando 0 dispositivocuja construc;;ao passamos a descrever:Procedimentoa) Num copo de plastico, ou na parte inferior deuma garrafa de plastico, fac;;adois pequenos furos,suficientes para a passagem de do is pedac;;osde fio,de niquel-cromo. Caso os fios usados nao sejam deniquel-cromo. 0 aparelho funcionara mas, em al-guns casos, podera ocorrer corrosao dos fios. Al-guns materiais que podem substituir 0 niquel-cromo sac 0 cobre, a grafite e arame de ferro.b) Derreta uma vela de parafina e coloque 0 mate-rial fundido no copo de plastico. A funC;;aoda para-fina a vedar os furos e fixar os fios de niquel-cromo.c) Ligue tres pilhas de lanterna (1,5 V) em sarie,formando uma bateria.d) Com um fio eletrico, ligue 0 polo negativo dessabateria a um dos fios de niquel-cromo.

e) 0 outro fio de niquel-cromo e ligado a um fioeletrico em cuja extremidade esta presa uma lam-pada de lanterna.f) Encoste a parte inferior da lampada no p610positivo da bateria. Se a solu9ao testada for condu-tora de corrente eletrica, a lampada acendera.

fio den[quel-cromo

recipientedeplastico

Fig. 7 - Dispositivo para testar se uma so1u98.0 aquosaconduz corrente elfjtrica.

Algumas substancias e solu90es que podemser testadas:

· agua pura· a9ucar dissolvido em agua· sal de cozinha dissolvido em agua· alcool puro· alcool dissolvido em agua· acido clorfdrico (solu9ao aquosa)· Hidr6xido de s6dio dissolvido em agua.

Nos dois ultimos casos e conveniente trabalharcom solu90es diluidas, pois sac reagentes corro-sivos,

Uma varia9ao interessante dessa experi€mcia ecome9ar com agua pura e acrescentar, aos pou-cos, a substancia em estudo, testando repetida-mente a condutibilidade eletrica.

Comentarios

No inicio do seculo 19, John Dalton propos asua teoria a respeito da constitui9ao da materia.Por essa teoria, a materia seria formada por parti-culas indivisiveis, indestrutiveis e intransformaveis:os atomos. Alguns anos depois, Amedeo Avogadropropos 0 termo molecula para representar 0 con-junto de atomos quimicamente combinados. Aoque parece, nem Dalton nem Avogadro pensaramna possibilidade de atomos e moleculas possuiremcargas eletricas.

Existem certos materiais (como 0 cloreto des6dio fundido ou dissolvido em agua) que condu-zem corrente eletrica. lsto sugere que neles exis-tem cargas eletricas se movimentando. Por outrolado, outros materiais, como 0 a9ucar (fundido oudissolvido em agua) nao conduzem a corrente ele-trica. Como resolver 0 problema?

A solu9ao proposta foi admitir que as particu-las de um material podiam ser eletricamente neu-tras ou carregadas.

o cloreto de s6dio e outras substancias queconduzem a corrente eletrica seriam constituidaspor particulas carregadas. Atomos e moleculas car-regados eletricamente receberam 0 nome de ions,o a9ucar e outras substancias nao condutoras se-riam constituidas por partfculas neutras. Essa hip6-tese foi submetida a variados testes que refor9arama sua validade,

Quando a corrente eletrica circula por um ma-terial, entende-se que os ions desse material semovimentam para os p610s que os atraem. Os ionspositivos (cations) sac atraidos para 0 p610 negati-vo e os ions negativos (anions) para 0 p610 positivo.Assim, fecha-se 0 circuito e 0 material e capaz deconduzir a corrente eletrica.

Experlmento n° 2:

Obtendo Hidrogenio e Oxigenio

a) Use 0 mesmo dispositivo do experimento ante-rior; apenas retire a lampada.b) A solu9ao usada na eletr61ise deve ser hidr6xidode s6dio (soda caustica!) na propor9ao de 10g deNaOH por litro de agua.c) Sobre cada eletrodo emborque um tubo de en-saio cheio tambem de solu9ao de NaOH. Lave emseguida as maos com muita agua!d) Fa9a passar a corrente. No tubo de ensaio queesta sobre 0 p610 negativo, acumula-se hidrogenioenquanto, no outro, recolhe-se oxigenio.e) Observe a propor9ao entre os volumes gasosos'desprendidos em um e outro eletrodo.f) Retire 0 tubo de ensaio onde 0 hidrogenio estarecolhido; mantenha-o com a boca virada parabaixo para evitar que 0 hidrogenio escape (ele emenos dense do que 0 ar). Teste 0 hidrogeniorecolhido aproximando um f6sforo aceso da bocado tubo de ensaio. Ocorre uma pequena explosao,pois 0 hidrogenio e um gas combustive!.g) Teste agora 0 oxigenio, introduzindo no outrotubo de ensaio um palito em brasa. 0 oxigenioreaviva a chama.

tubode

ensaio

soluc;:iio dehidr6xidode s6dio

bolhasde

hidrogenio

bolhasde

oxigenio

Uma boa variac;:ao desse teste e introduzir. aoinves do palito em brasa. um pouco de palhinha deac;:ocomec;:ando a queimar. 0 oxig€mio acelerara acombustao, formando fagulhas.

o hidrogenio e 0 oxigenio tamMm podem serobtidos usando-se eletrodos de carvao (tirados depilhas velhas ou grafites de lapis).

Experimento 0° 3

letrodep08iQ,g'4~qCopre

Materiais necessarios

sulfato de cobre /I (1 co/her de cafe)vasi/ha de vidro ou de p/astico (copo)pi/ha de /anterna (1,5 V)fio e/etrico (2 pedar;os de 15 em)

a) Dissolva 0 sulfato de cobre em 100 ml de aguacontida numa vasilha de vidro ou de plastico.b) Desencape 1 cm em cada extremidade dos fioseletricos.c) Prenda um pequeno objeto metalico, a ser co-breado, numa das pontas de um fio eletrico. Esseobjeto (moeda, chave, clips de papel etc.) deve

estar bem limpo para permitir um bom contato. Aoutra ponta desse fio deve ser ligada ao p610 nega-tivo da pilha.d) Coloque esse objeto dentro da soluc;:aode sulfa-to de cobre.e) 0 outro pedac;:o de fio serve para estabelecer 0p610 positivo na soluc;:ao; ligue-o ao p610 positivoda pilha. A outra ponta desse fio fica dentro dasoluc;:ao.f) Fac;:apassar a corrente eletrica durante 5 minu-tos, pelo menos.g) Ap6s esse intervalo de tempo, interrompa acorrente. Retire a pec;:a,lave-a com agua e comparecom outra nao submetida ao processo.

soluc;:iio desulfato de cobre

Sugestoes

1) Mude 0 tempo de passagem da corrente eletricapela soluc;:ao e compare as camadas depositadas.2) Use duas ou tres pilhas ligadas em serie e com-pare as camadas depositadas.3) Tente fazer uma cobreac;:ao invertendo os p610s,ou seja. fazendo a pec;:afuncionar como p610 posi-tivo. Como explicar 0 resultado obtido?4) Fac;:aa cobreac;:ao de uma pec;:ae, depois. invertaos p610s. 0 que acontece? Por que?5) Se voce dispuser de sulfato de zinco, poderausa-Io para fazer a zincagem de objetos. Nessecaso, 0 objeto a ser zincado deve ser 0 p610 negati-vo da eletr6lise, tal como foi feito na cobreac;:ao.Com sulfato de nfquel e usando a mesma tecnica,voce podera fazer uma niquelac;:ao.

Experimento n° 4

Eletr6lise da soluerao aquosa de iodeto des6dio

Materiais necessariostubo de ensaiopi/ha de /anterna (1,5 V)fio e/atrieo eneapado (2 pedat;os de 15 em)iodeto de sodio ou de potassic (0,5 g)amide (so/ut;ao aquosa)fenolfta/efna (so/ut;ao a/eoo/iea)hidroxido de sodio (so/ut;ao aquosa)tintura de iodo

A soluc;:ao de amide e preparada adicionando-se 0 amide a agua morna; esse amide pode sermaizena, creme de arroz ou mesmo farinha de trigoou de mandioca. Usar 1 g de amido para cad a 50 mlde agua.

A "tintura de iodo" e uma soluc;:ao alcoolica de.iodo e pode ser adquirida em farmacias.

Este experimento permite identificar os tiposde 5ubstancias resultantes da eletrolise. Ela e feitapassando-se a corrente eletrica por uma soluc;:aoaquosa de iodeto de sodio (ou de potassio).

Para se poder interpretar bem os resultadosdessa eletrolise e preciso realizar um experimentoprevia a fim de se reconhecer 0 iodo livre e asbases.

I) Experimento previaa) Coloque agua num tubo de ensaio ate a metadee acrescente algumas gotas de soluc;:ao de hidroxi-do de sodio. Pingue 1 ou 2 gotas de soluc;:ao defenolftaleina. Anote 0 resultado.b) Novamente encha com agua um tuba de ensaioate a metade e acrescente algumas gotas de solu-c;:aode amido. A seguir, adicione 1 ou 2 gotas detintura de iodo. Anote 0 resultado.

II) Eletrolise do iodeto de sodio aquoso.a) Num tubo de ensaio. dissolva 0 iodeto de sodioem agua suficiente para completar 15 cm3 de so-luc;:ao.b) Acrescente 10 gotas de soluc;:ao de fenolftaleinae 10 gotas de soluc;:ao de amido. Agite para homo-,geneizar a mistura.c) Desencape 1 cm nas extremidades dos pedac;:osde fio; limpe bem essas extremidades para permitirum bom contacto.d) Introduza os fios na soluc;:ao de tal maneira queum deles fique proximo ao fundo; 0 outro. deveficar proximo a superficie da soluc;:ao.e) Ligue os fios a pilha de lanterna e fac;:aobserva-c;:6essobre 0 que aparece nos eletrodos.

lodeto des6dio+aguafenolftalein+amido

Fig. 10 - Dispositivo para e/etr6/ise do iodeto de sodioaquoso.

Comentarios

o iodeto de sodio e um composto i6nico e suasoluc;:ao aquosa contem ions livres. Essa solu<;:aoaquosa conduz a corrente eletrica.

Durante a eletrolise. no polo positivo ocorreliberac;:ao de iodo; 0 fato e evidenciado pela corazul assumida pelo amido.

No polo negativo ha liberac;:ao de gas hidroge-nio (proveniente da agua). Ha tambem formac;:ao,nesse polo, de anions hidroxido (OH-) que dao aregiao carater basico. Dai a fenolftaleina assumir acor vermelha.

Sugestio

Uma variac;:ao dessa expenencia consiste emrealizar a eletrolise do iodeto de sodio disperso emagua e gelatina. Essa experiencia e mais interes-sante numa placa de Petri, mas pode ser feitatambem num tubo de ensaio.a) Dissolva gelatina em agua quente; quando asoluc;:ao ficar morna, dissolva 0 iodeto de sodio eacrescente gotas de fenolftaleina e de amido. Agitepara homogeneizar.b) Introduza os fios condutores na gelatina, semIiga-Ios a pilha, e deixe esfriar.c) Passe a corrente pelo sistema e observe osresultados.