Eletrólise

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20/05/2011
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DISCIPLINADISCIPLINA:: QUÍMICAQUÍMICA GERALGERAL
PROFESSORPROFESSOR:: RAPHAELRAPHAEL
CURSOCURSO:: ENGENHARIAENGENHARIA DEDE PRODUÇÃOPRODUÇÃO
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
• É A REAÇÃO DE OXI-REDUÇÃO PROVOCADA PELA
CORRENTE ELÉTRICA.
• APLICAÇÕES: PRODUÇÃO DE METAIS (Na, K, Mg) E
DE NÃO-METAIS (F2) E A DEPOSIÇÃO DE FINAS
PELÍCULAS DE METAIS SOBRE PEÇAS METÁLICAS OU
PLÁSTICAS (GALVANIZAÇÃO).
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INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
• DEPOSIÇÕES MAIS COMUNS: DEPOSIÇÃO DE
CROMO (CROMAGEM), DE NÍQUEL (NIQUELAGEM) OU
DE PRATA (PRATEAÇÃO).
• AS PEÇAS SE TORNAM MAIS BRILHANTES, BONITAS E
VALIOSAS, ALÉM DE RESISTIREM MELHOR À
CORROSÃO.
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
REAÇÃO ESPONTÂNEA
REAÇÃO NÃO-ESPONTÂNEA
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APLICAÇÕES DA ELETRÓLISEAPLICAÇÕES DA ELETRÓLISE
• LABORATÓRIO: PROCESSOS DE ANÁLISE QUÍMICA
(INVESTIGAÇÃO DA PRESENÇA DE UM ELEMENTO).
• INDÚSTRIA QUÍMICA:
- PRODUÇÃO DE ELEMENTOS QUÍMICOS DE ALTA
REATIVIDADE (NÃO PODEM SER OBTIDOS POR
REAÇÕES QUÍMICAS COMUNS) – Na, K, Ca, Mg.
-PRODUÇÃO DE COMPOSTOS QUÍMICOS COMERCIAIS
– NaOH, H2O2.
APLICAÇÕES DA ELETRÓLISEAPLICAÇÕES DA ELETRÓLISE
- PURIFICAÇÃO OU REFINO ELETROLÍTICO – COBRE,
CHUMBO.
- ELETRODEPOSIÇÃO DE METAIS – NIQUELAGEM,
CROMAGEM, ETC.
- PROCESSO DE ANODIZAÇÃO (OXIDAÇÃO FORÇADA)
PARA AUMENTAR A RESISTÊNCIA DE UM METAL À
CORROSÃO.
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COMO PODEMOS FAZER A ELETRÓLISE?COMO PODEMOS FAZER A ELETRÓLISE?
• PARA ISSO, TEMOS:
- CIRCUITO ELÉTRICO (GERADOR):
• “INJETA” ELÉTRONS NO CIRCUITO POR SEU POLO
NEGATIVO E “ASPIRA” IGUAL NÚMERO DE ELÉTRONS
POR SEU POLO POSITIVO.
• ELE NÃO CRIA E NEM DESTRÓI ELÉTRONS.
- CÉLULA OU CUBA ELETROLÍTICA:
• RECIPIENTE ONDE OCORRE TAL REAÇÃO.
COMO PODEMOS FAZER A ELETRÓLISE?COMO PODEMOS FAZER A ELETRÓLISE?
• PARA QUE ISSO ACONTEÇA:
1) A CORRENTE ELÉTRICA DEVE SER CONTÍNUA E
A VOLTAGEM SUFICIENTE.
2) OS ÍONS DEVEM TER “LIBERDADE DE
MOVIMENTO”:
A) POR FUSÃO (ELETRÓLISE ÍGNEA);
B) POR DISSOLUÇÃO EM UM “SOLVENTE IONIZANTE”
– ÁGUA (ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO).
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COMO PODEMOS FAZER A ELETRÓLISE?COMO PODEMOS FAZER A ELETRÓLISE?
ELETRÓLISE ÍGNEAELETRÓLISE ÍGNEA
• REALIZADA COM ELETRÓLITO FUNDIDO (ESTADO
LÍQUIDO), PERMITINDO A LIBERDADE DOS ELÉTRONS.
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ELETRÓLISE ÍGNEAELETRÓLISE ÍGNEA
ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM 
ELETRODOS INERTESELETRODOS INERTES
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ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM 
ELETRODOS INERTESELETRODOS INERTES
ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM 
ELETRODOS INERTESELETRODOS INERTES
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ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM 
ELETRODOS INERTESELETRODOS INERTES
ORDEM DE DESCARGA DOS ELEMENTOSORDEM DE DESCARGA DOS ELEMENTOS
OBSOBSOBSOBS: É NECESSÁRIO CONSULTAR
A TABELA DE POTENCIAIS DE
ELETRODO.
ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM 
ELETRODOS INERTESELETRODOS INERTES
EXEMPLO 1EXEMPLO 1
ELETRÓLISE DO HCELETRÓLISE DO HCℓℓ
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ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM 
ELETRODOS INERTESELETRODOS INERTES
EXEMPLO 1EXEMPLO 1
ELETRÓLISE DO HCELETRÓLISE DO HCℓℓ
APENAS O SOLUTO SOFRE ELETRÓLISE
ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM 
ELETRODOS INERTESELETRODOS INERTES
EXEMPLO 2EXEMPLO 2
ELETRÓLISE DO HELETRÓLISE DO H22SOSO44
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ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM 
ELETRODOS INERTESELETRODOS INERTES
EXEMPLO 2EXEMPLO 2
ELETRÓLISE DO HELETRÓLISE DO H22SOSO44
APENAS O SOLVENTE SOFRE ELETRÓLISE
ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM 
ELETRODOS INERTESELETRODOS INERTES
EXEMPLO 3EXEMPLO 3
ELETRÓLISE DO FeSOELETRÓLISE DO FeSO44
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ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM 
ELETRODOS INERTESELETRODOS INERTES
EXEMPLO 3EXEMPLO 3
ELETRÓLISE DO FeSOELETRÓLISE DO FeSO44
PARTE DO SOLUTO E PARTE DO SOLVENTE SOFRE ELETRÓLISE
ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM 
ELETRODOS ATIVOSELETRODOS ATIVOS
EXEMPLO 1EXEMPLO 1
ELETRÓLISE DO HELETRÓLISE DO H22SOSO4 4 COM ELETRODOS DE COBRECOM ELETRODOS DE COBRE
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ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM 
ELETRODOS ATIVOSELETRODOS ATIVOS
EXEMPLO 1EXEMPLO 1
ELETRÓLISE DO HELETRÓLISE DO H22SOSO4 4 COM ELETRODOS DE COBRECOM ELETRODOS DE COBRE
ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM 
ELETRODOS ATIVOSELETRODOS ATIVOS
EXEMPLO 1EXEMPLO 1
ELETRÓLISE DO HELETRÓLISE DO H22SOSO4 4 COM ELETRODOS DE COBRECOM ELETRODOS DE COBRE
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ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM 
ELETRODOS ATIVOSELETRODOS ATIVOS
EXEMPLO 2EXEMPLO 2
ELETRÓLISE DO NiSOELETRÓLISE DO NiSO4 4 COM ELETRODOS DE NÍQUELCOM ELETRODOS DE NÍQUEL
ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM 
ELETRODOS ATIVOSELETRODOS ATIVOS
EXEMPLO 2EXEMPLO 2
ELETRÓLISE DO NiSOELETRÓLISE DO NiSO4 4 COM ELETRODOS DE NÍQUELCOM ELETRODOS DE NÍQUEL
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ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA COM 
ELETRODOS ATIVOSELETRODOS ATIVOS
EXEMPLO 2EXEMPLO 2
ELETRÓLISE DO NiSOELETRÓLISE DO NiSO4 4 COM ELETRODOS DE NÍQUELCOM ELETRODOS DE NÍQUEL
PILHA X ELETRÓLISEPILHA X ELETRÓLISE
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PILHA X ELETRÓLISEPILHA X ELETRÓLISE
PILHA X ELETRÓLISEPILHA X ELETRÓLISE
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CONSTANTE DE FARADAYCONSTANTE DE FARADAY
• “A MASSA DA SUBSTÂNCIA ELETROLISADA É
DIRETAMENTE PROPORCIONAL À QUANTIDADE DE
ELETRICIDADE QUE ATRAVESSA A SOLUÇÃO”.
• É A CARGA ELÉTRICA DE 1 MOL DE ELÉTRONS E VALE
96.500 COULOMB/MOL.
i = INTENSIDADE DA CORRENTE ELÉTRICA (MEDIDA EM AMPÈRES – A)
Q = QUANTIDADE DE ELETRICIDADE (MEDIDA EM COULOMBS – C)
t = TEMPO (MEDIDO EM SEGUNDOS – s)
CONSTANTE DE FARADAYCONSTANTE DE FARADAY
EXEMPLO 1EXEMPLO 1
QUAL É A QUANTIDADE DE ELETRICIDADE OBTIDA EM UMA PILHA DE DANIELL
PELA OXIDAÇÃO DE 0,2612 g DE ZINCO? (MASSA ATÔMICA DO Zn = 65,3). E QUAL É
A INTENSIDADE DA CORRENTE PRODUZIDA, SABENDO-SE QUE A PILHA
FUNCIONOU DURANTE 25 MINUTOS E 44 SEGUNDOS?
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CONSTANTE DE FARADAYCONSTANTE DE FARADAY
EXEMPLO 2EXEMPLO 2
CALCULE A MASSA DE COBRE METÁLICO DEPOSITADA POR UMA CORRENTE
ELÉTRICA DE 1,93 A QUE ATRAVESSA UMA SOLUÇÃO DE SULFATO CÚPRICO
DURANTE 10 MINUTOS (MASSA ATÔMICA DO Cu = 63,5).