ELETRÓLISE II - ASPECTOS QUANTATIVOS

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Aspectos quantitativos dos processos eletroquímicos
Química I
Profa. Giovanna Ciutti (@estudecomgiutti)
Recordando...
Eletrólise: uso de corrente elétrica para promover uma reação de oxirredução não espontânea, causando a decomposição de uma ou mais substâncias químicas.
 Para que os íons envolvidos tenham liberdade no movimento que realizam, a eletrólise pode ocorrer por fusão (eletrólise ígnea) ou por dissolução (eletrólise em solução).
ELETRÓLISE ÍGNEA
Em seguida, quando a fonte de energia elétrica é ligada, o cátion (X+) desloca-se em direção ao cátodo, e os ânions (Y-) deslocam-se em direção ao ânodo. Com isso:
No cátodo: os cátions sofrem redução e transformam-se em uma substância estável (X):
 
No ânodo: os ânions perdem sofrem oxidação e transformam-se em uma substância estável (Y):
 
Nesse tipo de eletrólise, utilizamos uma substância iônica no estado líquido em uma cuba eletrolítica. 
Quando a substância iônica (XY) é submetida à fusão, ela sofre o processo de dissociação, como representado abaixo:
ELETRÓLISE AQUOSA
Na eletrólise aquosa, utilizamos uma substância iônica dissolvida na água, dentro da cuba eletrolítica. 
Portanto, nos eletrodos, além dos íons do soluto, também teremos moléculas de água, que se ionizam, podendo sofrer oxidação ou redução:
Mas como saber quem sofre oxidação/redução nos eletrodos? É o soluto ou a água?
ELETRÓLISE AQUOSA
Filas de facilidade:
ELETRÓLISE AQUOSA
O que deve ser analisado nos casos de eletrólise aquosa:
1.) Quais são as espécies que participarão da eletrólise?
2.) Quais são as equações das reações catódica e anódica?
3.) Quais são as substâncias formadas no cátodo e no ânodo?
4.) Qual é a solução residual da eletrólise?
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1.) Escreva as semirreações das eletrólises ígneas de:
a.) CaCl2(l)
b.) MgBr2(l)
c.) KOH(l)
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
2.) Descreva, seguindo o exemplo, o que você espera que aconteça quando as soluções a seguir forem eletrolisadas.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
3.) (PUC-SP) A reação de eletrólise de brometo de potássio, em solução aquosa diluída, feita com eletrodos inertes e separados entre si é:
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
4.) (Fuvest)
a.) Dentre os metais anteriores, indique quais podem ser depositados por via eletrolítica a partir de soluções aquosas de seus sais.
b.) Para aqueles em que essa alternativa é inviável, como pode ser obtido o elemento no estado metálico?
Estequiometria dos processos eletroquímicos
Faraday: relação entre a quantidade de corrente e a transformação química que ocorre nos eletrodos durante a eletrólise.
Os cálculos relacionados à eletrólise são recursos matemáticos utilizados para quantificar diversos aspectos fundamentais referentes ao fenômeno, como: massa do metal a ser depositada, tempo de ocorrência do processo, número de mol de elétrons, cálculo do pH da solução residual e determinação do volume de gás produzido.
Formulário para cálculo em eletrólise
Para cálculo da carga elétrica utilizada:
- Q é quantidade de carga (unidade: Coulomb);
- i é a corrente (unidade: Ampère);
t é o tempo (unidade: segundo).
Constante de Faraday: 96500 C (carga elétrica transportada por um mol de elétrons).
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
5.) (Fuvest) Executou-se a eletrólise de uma solução de H2S, na qual 6 x 1023 elétrons foram trocados entre os eletrodos. No ânodo (polo positivo) ocorre a semirreação:
S2- → S + 2e-
Dado: massa atômica do enxofre = 32.
a.) Qual a massa de enxofre depositada?
b.) Qual a semirreação envolvida no cátodo?
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
6.) (PUC-SP) O alumínio é um metal leve e muito resistente, tendo diversas aplicações industriais. Esse metal passou a ser explorado economicamente a partir de 1886, com a implementação do processo Héroult-Hall. O alumínio é encontrado geralmente na bauxita, minério que apresenta alto teor de alumina (Al2O3). O processo Héroult-Hall consiste na redução do alumínio presente na alumina para alumínio metálico, por meio de eletrólise. A semirreação de redução é representada por:
Al3+ + 3e- → Al
Se uma cela eletrolítica opera durante uma hora, passando carga equivalente a 3600 F, a massa de alumínio metálica produzida é:
a.) 32,4 kg		b.) 9,72 kg		c.) 27,0 kg		d.) 96,5 kg		e.) 3,60 kg
ORIENTAÇÃO DE ESTUDOS
 Leitura do capítulo “Eletroquímica II: eletrólise”: apostila 6 – páginas 11 e 12.
 Apostila 6 – página 27: exercício escrito 12 a 16.
 Apostila 6 – página 32: exercícios testes 22 a 24.
Lista 16: “Eletrólise: parte II”
Obrigada a todos!
Bons estudos.