EletrliseAs reaes redox que tm energia livre de reao no so espontneas, mas a corrente eltrica pode ser utilizada para faze-las ocorrer.A Eletrlise definida como um processo qumico provocado por corrente eltrica, tendo como base substncias inicas que possuem a capacidade de conduzir corrente eltrica quando esto em soluo aquosas. A eletrlise um processo que se baseia na descarga de ons, onde ocorre uma perda de carga por parte dos ctions e nions.Para compreendermos melhor como funciona o processo de eletrlise, vamos analisar como exemplo uma reao muito comum:

Sabemos que esta uma reao espontnea, ou seja, no precisa de uma interferncia externa para ocorrer. Naturalmente, o sdio, por ser um metal, tende a ceder eltrons, (reao de oxidao), enquanto o cloro, por ser no metal, tende a receber eltrons, (reao de reduo).

Por outro lado, se quisermos que ocorra o inverso disso, isto , que o sdio receba eltrons e o cloro perca eltrons, podemos forar essa reao por meio da passagem de corrente eltrica. Em outras palavras, podemos submeter o cloreto de sdio ao processo de eletrlise.

A eletrlise realizada emcircuitos eletrolticos, que, em geral, so constitudos por doiseletrodos, onde ocorrero duassemi-reaes: umareao de oxidao(perda de eltrons) e umareao de reduo(ganho de eltrons). O eletrodo no qual acontece a oxidao recebe o nome deanodo, enquanto o eletrodo em que ocorre a reduo chamado decatodo. Esses eletrodos costumam ser inertes, podendo ser formados por platina ou grafita.Alm dos eletrodos, o circuito eletroltico tambm formado por umeletrlito, que o meio (geralmente uma soluo) em que os eletrodos so imersos, cuja funo conduzir a corrente eltrica do anodo para o catodo sob a forma de ons. No circuito, essa soluo fica armazenada num recipiente denominaclula(oucuba)eletroltica. Por fim, o circuito fechado por umgerador eltrico, que fornece a energia necessria para provocar a reao.Para que o processo eletroltico ocorra, necessrio que a passagem de corrente eltrica sejacontnuae tenha umavoltagemsuficientepara desencadear a reao.

Alm disso, ainda preciso que os ons envolvidos no sistema semovimentem livremente, e isso se d quando a substncia submetida ao processo eletrltico esteja fundida, que chamamos deeletrlisegnea, ou em soluo aquosa, denominadaeletrlise em meio aquoso.

Para que ocorra a reao inversa, teremos que forar o eltron se deslocar do cloro at o sdio, o que exigir uma voltagem maior que 4,07V.

Observaes importantes:

A corrente eltrica s ir circular se houver um eletrlito na clula;

Existindo eletrlito, cada um de seus ons ir migrar para o eletrodo de sinal contrrio ao seu e l ir perder ou ganhar eltrons, esse fato causar:

Passagem de corrente eltrica; Alteraes qumicas nos ons.

No entando, para que tudo isso acontea, importante que:

A corrente eltrica seja continua e a voltagem suficiente para ocorrer a eletrlise;

Os ons tenham movimento livre:

Seja por fuso (eletrlise gnea); Seja por dissoluo em um solvente ionizante, que, em geral a gua (eletrolise em soluo).

Eletrlise gneaNesse processo, a substncia submetida eletrlise est fundida. Vamos retomar o exemplo do cloreto de sdio que mencionamos anteriormente:Na eletrlise gnea do cloreto de sdio, o catodo (polo positivo) atrai os ctions Na+, que recebem eltrons e so descarregados. Os nions Cl, inversamente, so atrados pelo anodo (polo negativo), onde se descarregam ao perder eltrons. Observe as equaes:

Lembre-se: o ction sempre atrado pelo catodo e o nion sempre atrado pelo anodo.Assim, se somarmos essas duas semi-reaes, teremos a seguinte equao global ( importante eliminar os eltrons para balancear corretamente):

Observando a reao global, podemos concluir que os produtos da eletrlise gnea do cloreto de sdio so osdio metlico (Na)e ogs cloro (Cl2).Eletrlise em meio aquosoNa eletrlise em meio aquoso, participam, no apenas os ons do soluto, como tambm os aqueles originrios da ionizao da gua. Suponhamos, agora, que o cloreto de sdio que utilizamos em nossos exemplos, em vez de fundido, esteja em soluo aquosa. Dessa forma, teremos:

Os ctions H+e Na+so atrados pelo catodo e descarregados, enquanto os nions OHe Clso atrados pelo anodo e tambm descarregados. Logo, temos quatro semi-reaes: duas oxidaes e duas redues. Somando as quatro semi-reaes, chegaremos equao global:

Conclui-se, ento, que a eletrlise do cloreto de sdio em meio aquoso produz asoda custica(NaOH)e osgases hidrognio (H2)ecloro (Cl2).

Obteno de massaO clculo da massa, em gramas de NaOH produzida pela eletrlise de 234g de NaCl em soluo aquosa:Massas molares: H = 1g; Na = 23g; O = 16g; Cl = 35,5g

Mas como relacionar a quantidade de substncia transformada com a quantidade de eletricidade associada a uma transformao?Inicialmente, importante saber que a quantidade de eletricidade (Q), medida em coloumbs (simbolo C), a quantidade de eltrons que passa por um circuito eltrico.A intensidade da corrente eltrica (i) o quociente entre a quantidade de eletricidade (Q) que passou por um circuito e o intervalo de tempo (t) correspondente a essa passagem, temos ento:

A intensidade da corrente eltrica medida em ampres (A), sendo que 1 ampre corresponde a passagem de 1 coulomb por segundo, em um dado ponto do circuito eltrico.Lei de Faraday para eletrliseMichael Faraday, em 1834, verificou experimentalmente que, nas eletrlises, a massa da substncia eletrolisada diretamente proporcional a quantidade de eletricidade que atravessa a soluo.A lei de Faraday para a eletrolise pode ser comprovada com a seguinte clula eletroltica para deposio de prata: Mede-se com o ampermetro a intensidade da corrente (i); Com um cronmetro, o intervalo de tempo (t); Determina-se o aumento da massa (m) pela deposio de prata com uma balana.

Com a corrente (i) e o intervalo de tempo (t), determina-se a quantidade de eletricidade (Q); e com a massa (m) verifica-se a deposio do metal.Sabendo-se que Milikan, em 1913, determinou a carga de 1 eltron que de 1,6023 x 10-19 C e conhecendo-se a constante de Avogadro (6,023 x 1023), pode-se calcular a carga eltrica de 1 mol de eltrons:

Portanto, o valor de 96500 C/mol a carga eltrica de 1 mol de eltrons que chamada de constante de Faraday.Exemplo:Clculo da massa de cobre metlico depositada por uma corrente eltrica de 1,93 que atravessa uma soluo de sulfato cprico durante 10 minutos (massa atmica do Cu = 63,5g)i = 1,93 At = 10 min = 10 x 60 = 600sPortanto, Q = i x t = 1,93 x 600 = 1158CNa eletrlise dp CuSO4, a deposio do cobre no catodo, segundo a equao:

Eletrlise no dia a diaNa prtica, a eletrlise aplicada em diversos processos. Muitos metais que utilizamos em nosso dia a dia so produzidos atravs da eletrlise, como o alumnio (Al), sdio (Na), magnsio (Mg), potssio (K), etc. Vrias substncias de grande utilidade, como o ferro metlico (Fe2), o gs cloro (Cl2), o hidrxido de sdio (NaOH) tambm so obtidas por eletrlise.Outro exemplo de tcnica que envolve processo eletroltico a galvanizao, um processo de revestimento de peas metlicas por finas pelculas de outro metal, a fim de melhorar a aparncia da pea e torna-la mais resistente corroso. Os revestimentos mais comuns so os de cromo (cromagem), os de nquel (niquelagem) e os de prata (prateao).Aplicaes diversas: Obteno de elementos qumicos, como o Ltio, O berlio, entre outros; Obteno de elementos qumicos comometais,hidrognioecloro; Obteno de substncias comosoda castica(NaOH) egua oxigenada(H2O2); Purificao eletroltica de metais comocobree outros; Galvanizao: Eletrodeposio de metais tais como cromagem, niquelagem , cobreagem e outros; Proteo metlica contra a corroso. Produo de peas de alta preciso ou alto rendimento, cuja confeco se mostra impossvel atravs de mtodos convencionais mecnicos. Operao de capacitores eletrolticos; Fabricao de discos fonogrficos.

Referncias:https://www.youtube.com/watch?v=WHeAWtyXzEohttps://www.youtube.com/watch?v=pGqXEgJY8lghttps://www.youtube.com/watch?v=CjZcfDvNWUUhttps://www.youtube.com/watch?v=SKZUZYSw3O4