Como sabemos, a electrólise é contrária das pilhas pois não é espontânea. Para que ocorram reacções de electrólise é necessário forçá-las a correr por meio da corrente eléctrica.
DEFINIÇÃO
Electrólise ígnea – é a reacção provocada pela passagem da corrente através de um composto iónico fundido.
Portanto, para realizarmos a electrólise ígnea, primeiro temos que derreter, ou seja, submeter um composto iónico ao processo de fusão. Isto significa que o composto iónico vai mudar de estado físico, de sólido vai tornar-se líquido.
Na electrólise, precisamos dos iões, portanto, ao se fundir o composto iónico este se dissocia, ou seja, os iões que compõem o composto iónico se separam. Para melhor entendimento consideremos como exemplo, o Cloreto de sódio, NaCl fundido.
$NaCl_{s} \stackrel{calor}{\longrightarrow} Na^{+}_{(l)} + Cl^{-}_{(l)}$
Como vemos pela equação, o que estava no estado sólido tornou-se líquido, por isso temos o $Na^+$ e $Cl^-$ no estado líquido.
Tendo o composto iónico fundido numa cuba electrolítica, então são introduzidos os eléctrodos , onde vão ocorrer as reacções de oxirredução (ou Redox ).
ESQUEMA DA
ELECTRÓLISE ÍGNEA
Os eléctrodos são dois, ligados aos pólos de um gerador, ou qualquer outra fonte de energia eléctrica, como por exemplo, a pilha. Então vamos ter um eléctrodo positivo, que é aquele que estará ligado ao pólo positivo do gerador e o eléctrodo negativo, que é aquele que estará ligado ao pólo negativo do gerador.
Como num composto iónico fundido há iões positivos (catiões) e negativos (aniões), o que vai acontecer aqui será a atracção recíproca entre cargas com sinais opostos. Logo, no pólo positivo (ânodo ) vão ser atraídos os iões negativos (aniões) neste caso, $Cl^-$. E no cátodo (pólo negativo) vão ser atraídos iões positivos ou catiões, neste caso, $Na^+$. Como já sabemos, no cátodo (pólo negativo) ocorre a redução e no pólo positivo ou ânodo ocorre a oxidação.
Como podemos ver no esquema acima , no
pólo positivo (ânodo) observam-se bolhas do gás cloro ($Cl_2$) e
no cátodo (pólo negativo) observa-se a formação do metal sólido, o sódio
(Na).
SEMI-REACÇÕES
As semi-reacções que ocorrem nos eléctrodos serão
apresentadas abaixo, mas há que salientar o seguinte:
- A semi-reacção que ocorre no cátodo chama-se semi-reacção catódica
- A semi-reacção que ocorre no â nodo chama-se semi-reacção anódica.
$NaCl_{s} \stackrel{calor}{\longrightarrow} Na^{+}_{(l)} + Cl^{-}_{(l)}$
Ânodo: $2Cl^{-}_{(l)}\longrightarrow Cl_{2(g)}
+ 2e^{-}$ (oxidação)
Cátodo: $2Na^{+}_{(l)} + 2e^{-}\longrightarrow 2Na_{(s)}$ (redução)
Equação
global
Para escrevermos a equação global é importante
somarmos as duas semi-reacções como se fossem equações matemáticas e “cortar”
os electrões. Mas os electrões devem ser iguais em ambas semi-reac çõe s,
ou seja, se temos dois electrões na semi-reacção catódica temos que ter também
dois electrões na semi-reacção anódica.
Para obtermos esta igualdade de electrões basta
multiplicar a semi-reacção catódica pelo número de electrões da semi-reacção
anódica e vice-versa.
A ddp da
pilha
Como a electrólise não é espontânea, portanto é preciso forçá-la a
ocorrer, então é importante sabermos que
quantidade de electricidade é necessária para ocorra este processo,
para isso consideremos os potenciais de redução e oxidação de $Na^+$ e $Cl^-$ respectivamente:
$Na^{+}_{(l)} + 1e^{-}\longrightarrow Na_{s}$ $E^o$ = - 2,71 V
$2Cl^{-}_{(l)}\longrightarrow Cl_{2(g)} + 2e^{-}$ $E^o$ = +1,36 V
$ddp$ = $E^{o}_{(cátodo)}$ – $E^{o}_{(ânodo)}$
$ddp$ = + 1,36 V – (– 2,71 V)
$ddp$ = + 4,07 V
Então para ocorrer esta electrólise é necessário fornecer 4,07 V.
A ddp da electrólise
Como sabemos, quando:
- A ddp é positiva a reacção é espontânea.
- A ddp é negativa a reacção não é espontânea.
Então quando se pede para calcular
a ddp da electrólise é só ter em mente os conceitos acima. Como já
sabemos a electrólise não é espontânea, logo a ddp é negativa,
nesta caso é ddp = - 4,07V . Observe que o valor
aqui é o mesmo que se deve fornecer ao sistema para ocorra a electrólise,
só que a ddp da electrólise deve ser negativa , -
4,07V.
REVISÃO: 15/11/2020
0 Comentários