VOLUME 2-131-132

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Essa reação é chamada de auto-ionização da água e será estudada em
detalhes no capítulo 9. Em uma eletrólise aquosa, os íons H", provenien-
tes da água, irão “competir” com os cátions provenientes da substância
dissolvida (eletrólito).
Descarga dos íons H" no cátodo: 2 H"(aq) " 2 e
# $ H2(g)
A palavra descarga é usada aqui como sinônimo de perda de carga
elétrica, ou seja, a transformação em uma espécie eletricamente neutra.
Os íons OH# da água irão “competir” com os ânions do eletrólito.
Descarga dos íons OH# no ânodo: 4 OH#(aq) $ O2 (g) " 2 H2O(l) " 4 e
#
ou
2 OH#(aq) $
1
2
O2 (g) " H2O(l) " 2 e
#
Quem tem maior tendência para reagir no cátodo: o H" da água ou o
cátion do eletrólito? E no ânodo: o OH# da água ou o ânion do eletrólito?
Para responder a essas perguntas, os químicos elaboraram experi-
mentalmente — baseados em resultados como os da tabela mostrada na
página anterior — a fila de facilidade de descarga de íons nos eletrodos,
que aparece ao lado.
1.6. Equações da eletrólise aquosa
A seguir são mostradas, para quatro exemplos de eletrólise, as equa-
ções químicas que representam a semi-reação do cátodo, a do ânodo e
também a reação global. Perceba, em cada caso, como a fila de facilidade
de descarga ajuda a prever os produtos.
Eletrólise de uma solução aquosa de NiCl2
Cátions presentes: H" e Ni2" Ni2" descarrega no cátodo
Ânions presentes: OH# e Cl# Cl# descarrega no ânodo
Dissociação do eletrólito: NiCl2 $ Ni
2" " 2 Cl#
Semi-reação no cátodo: Ni2" " 2 e# $ Ni0
Semi-reação no ânodo: 2 Cl# $ Cl2 " 2 e
#
Reação global: NiCl2 $ Ni
0 " Cl2
Eletrólise de uma solução aquosa de AgNO3
Cátions presentes: H" e Ag" Ag" descarrega no cátodo
Ânions presentes: OH# e NO3
# OH# descarrega no ânodo
Dissociação do eletrólito: 2 AgNO3 $ 2 Ag
" " 2 NO3
#
Auto-ionização da água: 2 H2O $ 2 H
" " 2 OH#
Semi-reação no cátodo: 2 Ag" " 2 e# $ 2 Ag0
Semi-reação no ânodo: 2 OH# $ H2O "
1
2
O2 " 2 e
#
Reação global: 2 AgNO3 " H2O $ 2 H
" " 2 NO3
# " 2 Ag0 " 1
2
O2
FACILIDADE DE DESCARGA
EM ELETRÓLISE AQUOSA
Esses íons não sofrem descarga em uma
eletrólise aquosa. Eles têm menor tendên-
cia a reagir nos eletrodos (descarregar) que
os íons provenientes da água.
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et
ro
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o)
H+ OH–
No ânodo,
pólo +"
No cátodo,
pólo –"
Cátions de
alcalinos,
alcalino-
terrosos
e alumínio
Exemplos:
K+, Na+,
Ca2+, Ba2+,
Al3+
Ânions
oxigenados
e fluoreto
Exemplos:
F–, SO4
2– ,
NO3
– , PO4
3–
Demais
cátions
Exemplos:
Zn2+, Fe2+,
Cr3+, Ni2+,
Cu2+, Ag+
Ânions
não-
oxigenados
em geral
Exemplos:
Cl –, Br –, I –
Maior
tendência
que o H+
Maior
tendência
que o OH–
Menor
tendência
que o H+
Menor
tendência
que o OH–
2 HNO3 (ionizado)
O meio se torna ácido
Capitulo_05 6/22/05, 8:24123
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2 KOH (dissociado)
O meio se torna básico
5. A aparelhagem ao lado é usada
na eletrólise da água com ele-
trodos inertes. São coletados
dois gases, cada qual borbu-
lhando de um dos eletrodos.
Para que a água se torne condu-
tora de corrente elétrica, deve-
se dissolver nela uma substân-
cia (eletrólito) cuja solução seja
condutora de eletricidade, mas
que não produza nos eletrodos
substâncias indesejadas.
a) O que é um eletrodo inerte?
b) Que gás é produzido no pólo
positivo? E no pólo negativo?
c) Equacione a reação global dessa eletrólise.
d) Quais, entre as seguintes substâncias, poderiam ter sido
dissolvidas na água a fim de possibilitar a eletrólise?
NaCl, KBr, NaOH, H2SO4, HCl, C6H12O6, KNO3, CuSO4
e) Determine a relação entre os volumes dos gases produzi-
dos no ânodo e no cátodo. Justifique.
6. A eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio é o
método empregado na produção de algumas substâncias de
importância industrial.
A respeito dessa eletrólise aquosa, responda às perguntas.
a) Qual o gás produzido no ânodo? Equacione a semi-
reação.
b) Qual o gás produzido no cátodo? Equacione a semi-
reação.
c) Ambas as substâncias produzidas nos eletrodos podem
reagir entre si, sob condições apropriadas, produzindo
uma substância muito comum nos laboratórios de Quí-
mica. Que substância é essa?
d) À medida que a eletrólise prossegue, restam em solução
cátions e ânions que tomam parte na composição de uma
importante base inorgânica (hidróxido). Que base é essa?
7. O sódio, o potássio, o magnésio e o alumínio são exemplos
de metais obtidos industrialmente por meio da eletrólise. A
obtenção, contudo, deve ser feita por eletrólise ígnea e não
aquosa. Explique por quê.
8. “Em uma cela na qual ocorre eletrólise, o pólo positivo é
sempre o ânodo.” Comente essa frase, dizendo se ela está
ou não correta.
Gás B
Gás A
Solução
aquosa
Interruptor
+ –
+
–
Duas pilhas de 1,5 V
Eletrólise de uma solução aquosa de KI
Cátions presentes: H" e K" H" descarrega no cátodo
Ânions presentes: OH# e I# I# descarrega no ânodo
Dissociação do eletrólito: 2 KI $ 2 K" " 2 I#
Auto-ionização da água: 2 H2O $ 2 H
" " 2 OH#
Semi-reação no cátodo: 2 H" " 2 e# $ H2
Semi-reação no ânodo: 2 I# $ I2 " 2 e
#
Reação global: 2 KI " 2 H2O $ 2 K
" " 2 OH# " H2 " I2
Eletrólise de uma solução aquosa de Na2SO4
Cátions presentes: H" e Na" H" descarrega no cátodo
Ânions presentes: OH# e SO4
2# OH# descarrega no ânodo
Auto-ionização da água: 2 H2O $ 2 H
" " 2 OH#
Semi-reação no cátodo: 2 H" " 2 e# $ H2
Semi-reação no ânodo: 2 OH# $ H2O "
1
2
O2 " 2 e
#
Reação global: H2O $ H2 "
1
2
O2
Neste último exemplo, foi a água que sofreu a eletrólise. A solução
de Na2SO4, à medida que a eletrólise continua, vai ficando cada vez mais
concentrada, uma vez que a água está sendo consumida na reação.
Questõespara fixação Resolva em seu caderno
ATENÇÃO
NÃO FAÇA o experimento ilustrado no
exercício 5 por conta própria. Sua eventual
realização requer autorização e
supervisão do(a) professor(a).
Óculos de segurança, luvas e aventais
protetores são recomendados.
Capitulo_05 6/22/05, 8:24124