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QUÍMICA

Prof ª. Giselle Blois

Transformações Químicas e Energia

Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday - Parte 10

Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday

Ex.4: Eletrólise aquosa do HCl

HCl → H+ + Cl -

H2O → H+ + OH-


- O polo negativo, catodo, terá que “escolher” entre atrair e

descarregar os cátions: H+ ou H+

- O polo positivo, anodo, terá que “escolher” entre atrair e

descarregar os ânions: OH- ou Cl-

Cátions: 1A, 2A, Al3+. H+ . demais metais

facilidade de descarga crescente

Ânions: oxigenados,F- . OH- . não oxigenados,hidrogenossulfatos


Semirreação de redução (catodo):

2 H+ + 2e- → H2

Semirreação de oxidação (anodo):

2 Cl- → Cl2 + 2e-


2 HCl → 2 H+ + 2 Cl -

H2O → H+ + OH-

2 H+ + 2e- → H2

2 Cl- → Cl2 + 2e-

2 HCl + H2O → H+ + OH- + H2 + Cl2

H2O

2 HCl → H2 + Cl2


2 HCl → H2 + Cl2

* Note que somente o soluto (HCl) sofre eletrólise, logo

a solução fica mais diluída. Com isso o pH da solução

irá aumentar, pois a mesma ficará menos ácida.


Eletrólise em solução aquosa com eletrodos ativos, reativos

ou não inertes:

Em qualquer eletrólise os eletrodos devem ser bons

condutores de eletricidade, porém podem sofrer corrosão.

Os eletrodos metálicos funcionam bem na função de

catodo (redução). Na posição de anodo (oxidação) o metal

pode ser rapidamente corroído, ou melhor dizendo, o metal

pode participar da própria eletrólise.


Sendo assim, o anodo “prefere retirar” elétrons do próprio

metal que o constitui, ao em vez de descarregar os ânions

existentes em solução.

Por isso esses eletrodos são chamados de não inertes,

reativos ou ativos, pois participam da reação de eletrólise.


Ex.1: Eletrólise de H2SO4 em solução aquosa diluída

com eletrodo de cobre

H2SO4 → 2 H+ + SO42-

H2O → H+ + OH-

* Cu0 → Cu2+ + 2e-


- O polo negativo, catodo, terá que “escolher” entre

atrair e descarregar os cátions: H+ ou H+

- O polo positivo, anodo, irá atrair e descarregar o

eletrodo não inerte: Cu0



2 H+ + 2e- → H2


Cu0 → Cu2+ + 2e-


H2SO4 → 2 H+ + SO42-

H2O → H+ + OH-

2 H+ + 2e- → H2

Cu0 → Cu2+ + 2e-

H2SO4 + Cu0 + H2O → H+ + OH- + H2 + Cu2+ + SO42-

H2O

H2SO4 + Cu0 → H2 + CuSO4

CuSO4


H2SO4 + Cu0 → H2 + CuSO4

* Esta é uma reação de simples troca, na qual o cobre

não poderia deslocar o hidrogênio, por estar abaixo do

mesmo na tabela de potenciais de eletrodos. Porém

esta reação ocorre, mesmo sendo um processo não

espontâneo, pois há passagem de corrente elétrica.


Ex.2: Eletrólise de NiSO4 em solução aquosa com

eletrodo de níquel

NiSO4 → Ni2+ + SO42-

H2O → H+ + OH-

* Ni0 → Ni2+ + 2e-


- O polo negativo, catodo, terá que “escolher” entre atrair e

descarregar os cátions: H+ ou Ni2+

- O polo positivo, anodo, irá atrair e descarregar o eletrodo não

inerte: Ni0

Cátions: 1A, 2A, Al3+. H+ . demais metais

facilidade de descarga crescente

Ânions: oxigenados,F- . OH- . não oxigenados,hidrogenossulfatos



Ni2+ + 2e- → Ni0


Ni0 → Ni2+ + 2e-


NiSO4 → Ni2+ + SO42-

H2O → H+ + OH-

Ni2+ + 2e- → Ni0

Ni0 → Ni2+ + 2e-

NiSO4 + H2O → H+ + OH- + Ni2+ + SO42-

H2O

???????????????

NiSO4


A eletrólise não altera a solução, a corrente de elétrons apenas

permite o transporte do níquel do anodo para o catodo.

Desta forma, o objeto metálico preso ao polo negativo, catodo,

será recoberto com o níquel que vem do anodo, polo positivo,

ocorrendo um revestimento de superfície: NIQUELAÇÃO.

* De maneira análoga: cromação, prateação, etc →

GALVANIZAÇÃO ou eletrodeposição.


Para uma galvanização perfeita é necessário controlar a

temperatura, as concentrações, o pH e a corrente

elétrica.

Caso esta não seja perfeita, há formação de pó metálico.


Ex.3: Eletrólise de CuSO4 em solução aquosa com

anodo de cobre impuro e catodo de cobre puro

CuSO4 → Cu2+ + SO42-

H2O → H+ + OH-

* Cu0 → Cu2+ + 2e-



Cu2+ + 2e- → Cu0


Cu0 → Cu2+ + 2e-


CuSO4 → Cu2+ + SO42-

H2O → H+ + OH-

Cu2+ + 2e- → Cu0

Cu0 → Cu2+ + 2e-

CuSO4 + H2O → H+ + OH- + Cu2+ + SO42-

H2O

???????????????

NiSO4


A corrente elétrica permite o transporte o cobre puro

presente no anodo para o catodo.

As impurezas presentes no anodo ficam em solução ou

precipitam sob a forma de lama anodica.

Quando há formação de lama anodica ocorre o chamado

refino eletrolítico, que permite obter cobre com 99,9% de

pureza (cobre eletrolítico).


O refino eletrolítico é um método caro, porém bastante

eficaz de purificação de metais.

No caso do cobre eletrolítico formado, este pode ser

usado na fabricação de fios elétricos, uma vez que

impurezas diminuem a condutividade elétrica dos metais.

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