Eletrólise kelvin
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Eletroquímica - Eletrólise
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Eletroquímica - Eletrólise
01 - Introdução Ocorre à custa de
trabalho elétrico.
A eletrólise consome
energia livre
É todo processo químico não espontâneo (ΔG > 0)
provocado por corrente elétrica.
Eletrólise
ELETRÓLISE
NÃO ESPONTÂNEO
O PAI DA ELETRÓLISE
Michael
Faraday Meados do
séc. XIX
APLICAÇÕES DA ELETRÓLISE
Produção de metais como...
Alumínio
Ferro galvanizado
Prateamento de talheres
Cromagens
Sódio metálico Cloro gasoso
PRODUTOS PRINCIPAIS
DO NaCl
02 – Mecanismo da eletrólise
GERADOR
EL
ÉT
RO
NS
+ –
EL
ÉT
RO
NS
Na0(s)
Na+(aq)
Na+(aq)
Na0(s)
Cl0(s)
Cl0(s)
Cl -
(aq)
Cl -
(aq)
Cuba eletrolítica
meio contendo uma
substância XY
Pólo positivo
Ânodo
Descarrega os ânions
Ocorre oxidação
Semi-reação do ânodo
2Cl–(aq) →Cl2 + 2 e–
Pólo negativo
Cátodo
Descarrega os cátions
Ocorre redução
Semi-reação do cátodo
Na+(aq) + e–→Na0
(s)
Estudaremos dois tipos de eletrólise:
Eletrólise Ígnea: É a eletrólise da substância fundida.
Eletrólise Aquosa: É a eletrólise da substância em
solução aquosa.
03 – Eletrólise ígnea
Eletrólise ígnea do sulfeto de alumínio.
dissociação iônica:
reação catódica:
reação anódica:
reação global:
Aℓ2S3(s) → Aℓ+3(ℓ) + S-2
(ℓ) 2 3
Aℓ+3(ℓ) + 3e– → Aℓ0
(ℓ)
S-2(ℓ)
→ S0(ℓ) + 2e–
Aℓ2S3(s) → 2Aℓ0(ℓ) + 3S0
(ℓ)
x 2
x 3
2 6 2
3 3 6
Eletrólise ígnea do cloreto de sódio.
NaCl
dissociação iônica:
reação catódica:
reação anódica:
reação global:
Eletrólise ígnea do brometo de magnésio.
MgBr2
dissociação iônica:
reação catódica:
reação anódica:
reação global:
04 – Eletrólise da água.
Ionização da água: 2H2O(l) 2H+(aq) + 2OH-
(aq)
reação catódica: 2H+(aq) + 2e– H2(g)
reação global: H2O(l) H2(g) + ½O2(g)
reação anódica: 2OH-(aq) 2e– + H2O + ½O2(g)
04 – Eletrólise em solução aquosa.
Na eletrólise aquosa teremos a presença de
“ DOIS CÁTIONS “ e “ DOIS ÂNIONS “
Neste caso teremos que observar a
“ ORDEM DE DESCARGA DOS ÍONS ”
ORDEM DE DESCARGA
CÁTIONS ÂNIONS
Alcalinos F-
Alcalinos terrosos Oxigenados( SO4-2, NO3
-...)
Alumínio (Al3+) OH-
H+ HSO4
-
Mn2+, Zn2+, Fe2+... Ânions orgânicos
Cu2+, Ag+, Au3+... Não – oxigenados ( Cl-, Br-, I-)
Facilidade
ELETRÓLISE AQUOSA DO NaCl
Dissociação do NaCl: NaCl → Na+ + Cl -
Autoionização da água: H2O → H
+ + OH
-
Semirreação no cátodo: 2 H+ + 2e- → H2
Semirreação no ânodo: 2 Cl - → Cl2 + 2e-
Reação global: 2 NaCl - + 2 H2O → 2 Na++ 2 OH- + H2 + Cl2
solução cátodo ânodo
ASPECTOS QUANTITATIVOS DA
ELETRÓLISE
Quanto vale 1 mol de elétrons?
1 mol = 6,02.1023 partículas ( elétrons ).
Que carga corresponde a esse valor?
ROBERT MILLIKAN (1909)
MICHAEL FARADAY (1834)
Carga do elétron = 1,6.10 -19 C (coulomb).
1 elétron ----- 1,6.10-19 C x = 96500C
1 mol = 6,02.1023 elétrons ----- x
1 mol de elétrons transporta 96500 C = 1 F
Considere a produção de cloro gasoso na
Eletrólise ígnea.
2Cℓ - → Cℓ2 + 2 e-
1 mol 2 mol de e-
“A massa (m) de substância produzida ou
consumida numa reação de eletrólise é
diretamente proporcional à quantidade de
carga(Q) que atravessa o eletrólito”.
LEI DE FARADAY
m = k.Q Q = i.t onde
APLICAÇÃO
1. Uma peça de bijuteria recebeu um “banho de
prata”(prateação) por um processo eletrolítico. Sabendo
que nessa deposição o Ag+ se reduz a Ag e que a
quantidade de carga envolvida no processo foi de 0,01
faraday, qual é a massa de prata depositada?
( Ag = 108g/mol-1)
1mol de e- 1mol
Ag+ + e- Ag
0,01 F ---------------- x
1 F ------------- 108 g
x = 1,08 g de Ag.
APLICAÇÃO
2. Se considerarmos que uma quantidade de carga igual a
9.650 C é responsável pela deposição de cobre quando é
feita uma eletólise de CuSO4(aq), Qual será a massa de cobre
depositada? (Cu=64g/mo/-1).
2mol de e- 1mol
Cu+2 + 2e- Cu
9650 C ------- x
2 x 96500 C ------- 64 g
x = 3,2 g de Cu
APLICAÇÃO
3. Em uma pilha de flash antiga, o eletrólito está contido em
uma lata de zinco, que funciona como um dos eletrodos.
Que massa de Zn é oxidada a Zn 2+ durante a descarga
desse tipo de pilha, por um período de 30 minutos,
envolvendo uma corrente de 5,36 . 10-1 A? (Zn = 65g/mol-1)
1mol 2 mol de e-
Zn Zn+2 + 2e-
65 g --------------- 2 x 96500 C
x = 3,25 . 10-1 g de Zn
i = 5,36 . 10-1 A
t = 30x60 = 1800s
Q = it
Q = 5,36 . 10-1 x 1800
Q = 965 C.
x --------------- 965 C
APLICAÇÃO
4. Qual é o volume de gás cloro, medido nas CNTP, na
eletrólise ígnea de NaCℓ após 1 min 40 s, com uma corrente
de intensidade igual a 9,65 A?
1mol 2 mol de e-
2Cℓ- Cℓ2 + 2e-
22,4 L --- 2 x 96500 C
V = 0,112 L
i = 9,65 A
t = 1 x 60 + 40 = 100s
Q = it
Q = 9,65 . 100
Q = 965 C.
V --- 965 C
Na eletrólise de uma solução de AgNO3, foi utilizada
uma corrente de 20 A durante 9650 s. Calcule o número
de mols de prata depositados no cátodo.
Calcule o volume de hidrogênio, na CNPT, obtido a
partir da redução do H+ no cátodo quando passa pela
cuba uma corrente de 20 A durante 5 minutos.
Faça você
