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Eletrólise ígnea
A eletrólise é um processo inverso ao da pilha, ou seja, utiliza a
energia elétrica para forçar a ocorrência de uma reação química não
espontânea.
Eletrólise é um processo não espontâneo de descarga de íons, no qual,
à custa de energia elétrica, o cátion recebe elétrons e o ânion doa
elétrons de modo que ambos ficam com energia química acumulada.
Para efetuar o processo de eletrólise, é necessário que haja íons
livres no sistema, o que só pode ocorrer de duas maneiras:
• pela fusão (passagem para a fase líquida) de uma substância iônica;
• pela dissociação ou pela ionização de certas substâncias em meio
aquoso.
Logo, por meio da eletrólise é possível obter uma série de
substâncias que não são encontradas na natureza; por exem- .,,._.,#
pio, cloro, iodo, soda cáustica e outras, que servem de .,;s•"'" ~· ~
matéria-prima em vários ramos da indústria, como o de ,, .. ~
medicamentos, de alimentos, de produtos têxteis e o ff
s
de derivados de petróleo. 0
Os eletrodos (ânodo e cátodo) que compõem o sis
tema de uma eletrólise podem apenas conduzir cor
rente elétrica sem participar ativamente das reações
- eletrodos inertes - ou podem participar ativamente
do processo - eletrodos ativos.
Neste capítulo veremos os casos de eletrólise que
utilizam eletrodos inertes e, portanto, não participam das
transformacões. ,
Sabemos que os íons são formados por causa de uma trans
ferência de elétrons entre átomos de determinados elementos
químicos na tentativa de adquirir estabilidade.
Considere, por exemplo, a formação do cloreto de sódio:
O O +1 -1
2 Na(s) + 1 ce2(g) -- 2 Nace(s) + 642,4 kJ/mol
O NOX de cada substância na reação mostra que houve transferên
cia de elétrons do sódio metálico para o gás cloro, formando o cristal
iônico de cloreto de sód io (ou rede cristalina de íons Na1+ e ce1
· ).
2 Na(s) - • 2 e- + 2 Na1+
1 ce2(g) + 2 e- - --- 2 ce1
-
A energia liberada durante a reação mostra que se trata de um
processo espontâneo. Se quisermos inverter esse processo, ou seja:
• fazer o cátion sód io receber de volta o elétron que o átomo de sód io
havia doado:
2 Na1+ + 2 e- - --- 2 Na(s)
® Eletrólise
~ tról ise - Eletro significa 'corrente
1 elét rica', e lise, 'quebra'; ou seja. 'quebra
~ la corrente elétri ca'.
Cloreto de
sódio - NaCC(s).
Sódio metálico -
• Na(s);
Cloro gasoso - Cfi(g).
Eletrólise com eletrodos inertes 181
Ânodo: onde ocorre oxidação.
• fazer o ânion cloreto doar o elétron que o átomo de cloro havia
recebido :
2 ce1- - - ce2(g) + 2 e-
estaremos forçando a passagem de um estado de maior estabilidade,
portanto menos energético (da substância iônica), para outro de menor
estabilidade, portanto mais energético (da substância simples).
Para conseguir isso, teremos de fornecer energia, no caso, 642,4 kJ
por mol de NaCe (e).
2 NaCe(e) -- 2 Na(s) + 1 ce2(g) + 642,4 kJ/mol
A energia utilizada para provocar a descarga dos íons, transformando
-os em substâncias simples ou metálicas, é a energia elétrica que f ica
armazenada nessas substâncias, na forma de energia química.
A eletrólise ígnea (do latim igneus, 'ardente, inflamado') é feita com
a substância iônica na fase líquida (fundida); logo, na ausência de água.
O recipiente em que ocorre a eletrólise é denominado célula ou cuba
eletrolítica e é construído para suportar temperaturas bastante elevadas,
pois o ponto de fusão das substâncias iônicas geralmente é muito alto.
Nela são adaptados dois eletrodos inertes feitos de material condutor,
normalmente grafita ou platina.
O ânodo é ligado ao polo positivo de um gerador de corrente con
tínua, e o cátodo é ligado ao polo negativo desse gerador que, ao ser
acionado, produz uma ddp suficiente para descarregar os íons da subs
t ância iônica fundida que se encontra na cuba.
Cátodo: onde ocorre redução.
É o eletrodo ligado ao polo positivo do gerador.
É do ânodo que saem os elétrons, portant o é
onde os ânions se descarregam.
É o eletrodo ligado ao polo negativo do gerador.
É ao cát odo que chegam os elétrons. portant o é
onde os cát ions se descarregam.
Ar(f) - • A(f) + y e- (oxidação)
fonte de
corrente
contínua
Observe que, assim como numa
pilha, o ânodo é o polo onde ocorre
oxidação, e o cátodo é o polo onde
ocorre redução.
182 Capítulo 6
aquecedores
íons da
su bstância
cx+(e} + x e- -- C(f) (redução)
e
J--t-- cát odo
E
o
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Ilustração esquemát ica de eletrólise ígnea
182-2
183-2