Eletroquímica e Metalurgia

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química 
na abordagem 
do cotidiano
tito
canto
1
Eletrólise ígnea Eletrólise aquosa
revisão
Capítulo 20 Eletroquímica: celas eletrolíticas
Na1
Cl2
Eletrodos
de platina
Gerador
NaCl (l) (acima de 801 ºC)
Fios
metálicos
Lâmpada
Na1
Cl2
NaCl (aq)
H2O
Descarga dos íons H no cátodo em eletrólise aquosa
 2 H1 (aq) 1 2 e2 → H2 (g)
Descarga dos íons OH no ânodo em eletrólise aquosa
 4 OH2 (aq) → O2 (g) 1 2 H2O (l) 1 4 e2
Este quio me tria das reações ele troquímicas
O módulo da carga elétrica de um mol de elétrons 
(9,65  104 C) é conhecido como Constante de Faraday e sim-
bolizado por F.
A massa de substância produzida ou consumida em 
um eletrodo de uma cela eletroquímica (pilha ou eletrólise) 
relaciona-se, por meio de uma proporção estequiométrica, 
com a quantidade de elétrons envolvidos na semirreação desse 
eletrodo. Os elétrons, por sua vez, relacio nam-se com a carga 
elétrica total que atravessa o circuito elétrico.
 1 Ag1 1 1 e2 → 1 Ag0
 1 mol de Ag … 1 mol de e… … pro du zin do
 é redu zi do por… 1 mol de Ag0
 1 Cu21 1 2 e2 → 1 Cu0
 1 mol de Cu2 … 2 mol de e… … pro du zin do
 é redu zi do por… 1 mol de Cu0
 1 Al31 1 3 e2 → 1 Al0
 1 mol de Al3 … 3 mol de e… … pro du zin do
 é redu zi do por… 1 mol de Al0
Relação entre carga elétrica, corrente elétrica e tempo
A carga elétrica (Q), em coulombs, que passa por um cir-
cuito pode ser calculada multiplicando a corrente elétrica (i), 
em ampères, pelo intervalo de tempo (∆t), em segundos.
s Durante a passagem 
da corrente elé trica 
pelo NaCl fundido, 
acontecem reações 
químicas nos eletrodos. 
O processo é uma 
eletró lise ígnea.
s Durante a passagem 
da corrente elé trica por 
uma solução aquosa de 
NaCl, ocorrem rea ções 
químicas nos eletrodos. 
O processo é uma 
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.
A
u
m
en
ta
 a
 fa
ci
li
da
de
 d
e 
de
sc
ar
re
ga
r 
(r
ea
gi
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n
o 
el
et
ro
do
)
H+ OH
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
No cátodo
polo (2)
No ânodo
polo (1)
Facilidade de descarga em 
eletrólise aquosa
 dvd do aluno 
revisão
Físico-Química
capítulo 20 eletroquímica: celas eletrolíticas
Q 5 i  t
química 
na abordagem 
do cotidiano
tito
canto
2
Metalurgia
	 •	 	Na	superfície	da	Terra	há	uma	imensa	variedade	de	substâncias	formadas	ao	longo	de	mi-
lhares	de	anos	pela	natureza	não	viva.	Essas	substâncias	são	chamadas	de	minerais.
	 •	 �O	termo	minério	designa	um	mineral	a	partir	do	qual	é	economicamente	viável	a	extração	
de	um	elemento	químico	de	interesse,	por	exemplo,	um	metal.
	 •	 �Metalurgia	é	a	sequência	de	processos	que	visa	obter	um	metal	a	partir	do	minério	corres-
pondente.
� Semirreação� E°�(V)
	 	 Li	 	 e2	 B	 Li0	 23,05
	 Obtidos	 K	 	 e2	 B	 K0	 22,94
	 por�meio	 Ca2	 	 2	e2	 B	 Ca0	 22,87
	 da�redução	 Na	 	 e2	 B	 Na0	 22,71
	 por�eletrólise	 Mg2	 	 2	e2	 B	 Mg0	 22,36
	 ígnea	 Al3	 	 3	e2	 B	 Al0	 21,68
	 Obtidos�por�meio	 Zn2	 	 2	e2	 B	 Zn0	 20,76
	 da�redução	 Cr3	 	 3	e2	 B	 Cr0	 20,74
	 do�minério	 Pb2	 	 2	e2	 B	 Pb0	 20,13
	 utilizando�	 Fe3	 	 3	e2	 B	 Fe0	 20,04
	 C,�CO�ou�Al0�como	 Sn4	 	 4	e2	 B	 Sn0	 0,01
	 agente�redutor	 Mn4	 	 4	e2	 B	 Mn0	 0,03
	 Encontrados�livres	 Cu	 	 e2	 B	 Cu0	 0,52
	 na�natureza�ou	 Hg2	 	 2	e2	 B	 Hg0	 0,79
	 facilmente�obtidos	 Ag	 	 e2	 B	 Ag0	 0,80
	a�partir�dos�minérios	 Au3	 	 3	e2	 B	 Au0	 1,42
A
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of
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re
du
çã
o
	 M
n
	 M
0
Oxidação�(corrosão)
Redução�(metalurgia)Cátion�do�metal�
em�substância
composta
Átomo�do�metal�
em�substância
simples
 dVd do aluno 
reVisão
Físico-Química
capítulo 20 eletroquímica: celas eletrolíticas
Equação química
Coeficientes estequiométricos
Quantidade
em mols
conforme a
conveniência,
pode ser
expressa em
Massa
Número
de átomos
Número de
moléculas
Número
de íons
Carga dos
elétrons
Volume
Proporção entre os
participantes da reação
representada por
na qual há
que expressam
Reação química
química 
na abordagem 
do cotidiano
tito
canto
3
 1. (Efoa-MG)
 a) Escreva as equações químicas que ocorrem 
em cada eletrodo, quando se faz a eletrólise 
de cloreto de potássio fundido, utilizando-se 
eletrodos inertes de platina.
 b) Quais são os produtos da eletrólise e quais são 
os seus estados físicos à temperatura ambiente?
 2. (UFMT)	Na	eletrólise	de	uma	solução	aquosa	
de cloreto de cobre (II) entre eletrodos inertes, 
os dois íons do soluto são “descarregados” nos 
eletrodos, e a célula eletrolíti ca correspondente 
pode ser representada conforme figura abaixo.
+ –
Cl2
Cl2
Cu12
Cl2
Cu12
e2 e2
Cl2
 Em relação a esse fenômeno, julgue os itens.
 0 - Na solução aquosa, os íons Cu12 e Cl2 são 
livres para se movimentar e responsáveis 
pelo transporte de cargas elétricas (condução 
eletrolítica).
 1 - A reação no cátodo pode ser representada pela 
equação Cu12 (aq) 1 2 e2 → Cu (s).
 2 - No cátodo, haverá produção de gás cloro.
 3 - A remoção de 2 elétrons no ânodo resultará na 
produção de 71,0 g de Cl2 (g).
 3. (Unifor-CE) Na eletrólise de cloreto de sódio fun-
dido, para haver depósito de 23 g de sódio, será 
necessária a carga elétrica de:
 a) 1 ampère
 b) 1 coulomb
 c) 1 faraday
 d) 1 watt
 e) 1 quilowatt
 4. (UFS-SE) Numa célula eletrolítica contendo solu-
ção aquosa de nitrato de prata flui uma corrente 
elétrica de 5,0 ampères durante 9.650 segundos. 
Nessa experiência, quantos gramas de prata 
metálica são obtidos?
 a) 108 b) 100 c) 54,0 d) 50,0 e) 10,0
 5. (UFU-MG) Quantos gramas de alumínio se 
l ibertam na eletrólise ígnea do sulfato de 
alumínio [Al2(SO4)3] pela passagem de uma 
corrente elétrica de 4 ampères durante 1 hora? 
(Massa atômica: Al 5 27,0 u).
 a) 1,34 g
 b) 2,68 g
 c) 4,00 g
 d) 6,32 g
 e) 10,7 g
 6. (Unifor-CE) Considere os seguintes metais:
 I. lítio
 II. alumínio
 III. magnésio
 IV. platina
 V. zinco
 Dentre esses metais, o único encontrado na 
 natureza no estado livre (estado nativo) e, por-
tanto, NÃO combinado, é:
 a) I
 b) II
 c) III
 d) IV
 e) V
 7. (PUC-RJ) Uma joia de ouro não se estraga no de-
correr dos anos porque o ouro:
 a) recebe um tratamento especial em sua confecção.
 b) está na forma oxidada.
 c) não se oxida facilmente.
 d) oxida-se facilmente.
 e) forma com o oxigênio atmosférico um compos-
to muito estável.
 8. (FEI-SP) No processo de obtenção do aço ocorreu 
a reação:
Fe2O3 1 3 CO → 3 CO2 1 2 Fe
 Nessa reação o CO está atuando como:
 a) oxidante.
 b) redutor.
 c) catalisador.
 d) emulsionante.
 e) dispersante.
 9. (Unopar-PR) O Brasil se encontra entre os maio-
res produtores mundiais de alumínio, graças à 
exploração de nossas reservas de bauxita, de onde 
se extrai a alumina (Al2O3), que, ao sofrer eletró-
lise ígnea, produz alumínio metálico no cátodo. 
A semirreação que ocorre nesse eletrodo pode ser 
assim equacionada:a) Al2 1 2 e
2 → 2 Al0
 b) Al21 1 2 e2 → Al0
 c) Al31 1 3 e2 → Al0
 d) Al0 → Al21 1 2 e2
 e) Al2O3 → 2 Al0 1 3/2 O2
Exercícios
 dvd do aluno 
revisão
Físico-Química
capítulo 20 eletroquímica: celas eletrolíticas
química 
na abordagem 
do cotidiano
tito
canto
4
	10.	 (Fuvest-SP)	No	processo	eletrolítico	de	obtenção	
de	alumínio,	a	partir	de	Al2O3,	para	que	se	forme	
1	mol	de	átomos	de	alumínio	metálico,	são	ne-
cessários:
	 a)	2	mols	de	elétrons.	 	 d)	5	mols	de	elétrons.
	 b)	3	mols	de	elétrons.	 	 e)	6	mols	de	elétrons.
	 c)	4	mols	de	elétrons.
	11.	 (FEI-SP)	O	sódio	metálico	reage	com	a	água,	se-
gundo	a	equação	não	balanceada:
Na	 	 H2O	 →	 NaOH		H2
	 Baseado	nessa	equação,	é	correto	afirmar:
	 a)	O	sódio	é	o	agente	oxidante.
	 b)	A	água	é	o	agente	redutor.
	 c)	O	sódio	sofre	oxidação.
	 d)	O	hidrogênio	da	água	é	oxidado.
	 e)	O	 sódio	apresenta	uma	diminuição	em	seu	
número	de	oxidação.
	12.	 (Fuvest-SP)	Cite	um	metal	que	entre	na	constitui-
ção	de:
	 a)	panelas	de	pressão.
	 b)	fios	elétricos.
	 c)	trilhos	de	trem.
	 d)	revestimento	eletrolítico	de	objetos	metálicos.
	13.	 (Vunesp)	O	alumínio	metálico	é	produzido	pela	
eletrólise	do	composto	Al2O3,	 fundido,	consu-
mindo	uma	quantida	de	muito	grande	de	energia.		
A	reação	química	que	o	corre	pode	ser	represen-
tada	pela	equação:
4	Al3	 	 6	O22	 	 3	C	 →	 4	Al	 	 3	CO2
	 	Em	um	dia	de	 trabalho,	 uma	pessoa	 coletou	
8,1	 kg	 de	 alumínio	nas	 ruas	 de	uma	 cidade,	
encaminhando-os	para	reciclagem.
	 a)	Calcule	a	quantidade	de	alumínio	coletada,	
ex	pressa	em	mols	de	átomos.
	 b)	Quanto	 tempo	 é	necessário	para	produzir	
uma	quantidade	de	alumínio	equivalente	a	
2	 latinhas	de	 refrigerante,	a	partir	do	Al2O3,	
sabendo	que	a	cé	lula	eletrolítica	opera	com	
uma	corrente	de	1	A?
	 Dados:	 1	mol	de	elétrons	5	96.500	C
	 1	C	5	1	A	?	1	s
	 Massa	molar	do	alumínio	5	27	g/mol
	 2	latinhas	de	refrigerante	5	27	g
	14.	 (Uece)	A	questão	a	seguir	é	uma	aplicacão	das	leis	
da	eletrólise	formuladas	por	Michael	Faraday	(1791-	
-1867),	químico,	físico	e	filósofo	inglês.	Três	célu-
las	eletrolíticas	contendo,	respectivamente,	uma	
solução	com	íons	de	prata	(Ag),	uma	solução	com	
íons	de	Cu2	e	uma	solução	com	íons	de	Au3	estão	
conectadas	em	série.	Depois	de	algum	tempo,	se	
depositam	3,68	g	de	prata	metálica	na	célula	que	
contém	íons	de	Ag.	Ao	final,	as	massas	de	cobre	e	
de	ouro	depositadas	serão,	respectivamente:
	 a)	0,27	g	e	0,66	g
	 b)	0,54	g	e	1,12	g
	 c)	2,16	g	e	4,48	g
	 d)	1,08	g	e	2,24	g
 dVd do aluno 
reVisão
Físico-Química
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