Pilhas - reações que produzem

corrente elétrica.

Eletroquímica

Eletrólise - reações provocadas pela

corrente elétrica.

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Eletrólise é a reação não espontânea provocada pela passagem de corrente

elétrica, através de uma solução.

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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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Célula Eletrolítica

Pólo positivo ânodo

Pólo negativo cátodo

+ -

ânodo cátodo

X- e-+ X0

(oxidação) X-

M++e- M0

(redução)

âno

do

M+

Cáto

do

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• 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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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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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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Eletrólise - Ígnea - NaCl(aq) Fonte de corrente direta Fonte de corrente direta

cátodo cátodo ânodo ânodo

e- e- e- e-

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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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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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Eletrólise - NaCl(aq)

NaCl Na+(aq) + Cl–

(aq) H2O H+(aq) + OH–

(aq)

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Eletrólise - NaCl(aq)

Produtos primários da eletrólise

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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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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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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 + O2

a)

b) 4H+ 4OH-

neutra

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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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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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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 = 19300C Q=i.t

19300=2.t

t= 9650 segundos

x

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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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