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INTRODUÇÃO À ELETRÓLISE Nas células voltaicas aprendemos que as reacções de oxirredução (ou redox) , de uma espontânea provocam as reacções químicas . Vimos ainda, que o elétrodo negativo é o ânodo , onde ocorrem as reações de oxidação . E o elétrodo positivo é o cátodo onde ocorrem reacções de redução. Na electrólise ocorrem processos inversos, ou seja, contrários àqueles que ocorrem nas células voltaicas (galvânicas), primeiramente a electrolise não é espontânea , para que ocorram reacções de electrólise é necessário forçá-las a ocorrer por meio de uma força externa. Portanto, na electrólise, é a passagem de uma corrente eléctrica através de um electrólito que causa as reacções químicas. Esquema da electrólise O esquema da electrólise é formado basicamente por uma célula electrolítica composta por dois eléctrodos (positivo e negativo) que se encontram mergulhados em substâncias (iônicas fundidas ou em solução aquosa) colocadas num recipiente chamado de cuba electrolítica. Temos ainda um gerador ou qualquer outra fonte de energia para fornecer corrente eléctrica continuamente ao sistema. Como dissemos, a electrólise ocorre com substâncias iónicas, estas quando fundidas ou em solução aquosa dissociam-se, ou seja, se separam os seus iões. Os iões positivos (catiões) deslocam-se para o eléctrodo negativo e os iões negativos (aniões) deslocam- se para o elétrodo positivo. Isto se explica pois como aprendemos na Física, : “ cargas com sinais opostos atraem-se ” . Deste modo podemos a chegar a conclusão de que na electrolise, o elétrodo negativo é o cátodo pois é para lá onde se deslocam os catiões (iões positivos) e o ânodo é o elétrodo positivo pois é para lá onde se deslocam os aniões (iões negativos). A electrólise também ocorre com substâncias moleculares, como ácidos, que quando em solução aquosa ionizam-se produzindo iões, positivo (catião) e negativo (anião). Tomemos como exemplo o ácido clorídrico (HCl), em solução aquosa ioniza-se produzindo o ião hidrogénio (H + ) que é positivo (catião) e ião negativo (anião) que é o Cl - . Conforme a equação: HCl (aq) ↔ H + (aq) + Cl - (aq) Lembrar ainda que, assim como acontece nas células voltaicas , onde a oxidação ocorre no ânodo e a redução no cátodo, é do mesmo jeito que acontece na electrólise, ou seja, na electrólise a redução ocorre no cátodo e a oxidação no ânodo . Aspectos a considerar sobre a electrolise Antes de continuarmos, é importante falarmos das pequenas reacções que ocorrem na electrólise: Os compostos iónicos, por natureza são formados por iões, ou seja, têm uma parte positiva ( ião positivo ou catião) e uma parte negativa (ião negativo ou anião) . Como é um composto iónico significa que a ligação química existente é a ligação iónica logicamente. E por definição, Ligação iónica – é ligação química que se estabelece entre um metal e um ametal. A parte positiva é do metal e a negativa do ametal. Assim sendo, na electrólise, a parte positiva (catião) sofre reacção de redução e como consequência vai formar sempre metais . E a parte negativa vai sofrer reacção de oxidação e como consequência vai formar sempre o elemento que origem ao ião na sua forma elementar. . Para melhor entendermos isto, consideremos o exemplo a segui r: CaCl 2 ↔ Ca 2+ + 2Cl - A parte positiva, é o catião, Ca 2+ e a parte negativa é o anião, Cl - , então cada parte vai sofrer a respectiva reacção, no caso do catião vai sofrer redução e o anião a oxidação . Parte positiva (catião) Ca 2+ + 2e- → Ca 0 (s) (Redução). Como vimos a parte positiva, forma sempre metal sólido, neste caso o metal formado é o cálcio (Ca) , pois o catião sofreu redução de +2 para zero (0). Parte negativa (anião) 2Cl - → Cl 2(g) + 2e- (Oxidação) Como vimos, formou-se o gás cloro (Cl 2(g)). Pois sofreu oxidação o anião, de -2 para o zero (0). Portanto são estas pequenas reacções que temos que prestar muita atenção quando lidamos com a electrólise. Agora só para reforçar: NaCl → Na + + Cl - Na + + 1e- → Na (s) (redução) 2Cl - → Cl 2(g) + 2e- (Oxidação) Nota: Balancear sempre as equações e igualar as cargas!!. Excepções Neste âmbito encontramos algumas excepções, são do hidrogénio, mas concretamente do seu ião (H + ) e do grupo hidroxilo ou hidróxido (OH-) . O ião hidrogénio (H + ) é catião, portanto é uma parte positiva. E como dissemos acima, a parte positiva forma sempre metais. E a parte negativa, forma sempre gases, aqui há excepções, no caso do ião hidrogénio (H + ) como o hidrogénio é um ametal , ou seja, não metal, é impossível formar um metal, portanto vai sempre formar gás hidrogénio (H 2(g) ) . E quanto ao grupo hidroxilo (OH - ) , como ele é formado pelo oxigénio e hidrogénio podemos chegar a pensar que vai formar o gás oxigénio (O 2 ) e hidrogénio (H 2 ). Mas não é bem assim, o grupo hidroxilo (OH - ) na electrolise vai formar o gás oxigénio (O 2 ) e água (H 2 O) . Estes iões (H + e OH - ) vamos ter eles a partir da auto-ionização da água (na electrólise aquosa): H 2 O ↔ H + + OH - E as respectivas reacções são: 2H + + 2e- → H 2(g) (redução) 2OH - → 1 / 2 O 2(g) + H 2O + 2e-
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