ELETRÓLISE

Ao se observar certos fenômenos químicos ficamos: “E se fosse ao contrário? Seria possível?”. Isso nos dá muito o que pensar com relação a todos os fenômenos naturais. Imaginemos agora o seguinte: Pilhas são dispositivos que convertem reações químicas em energia elétrica.Pois bem, ao contrário das pilhas a eletrólise produz reações químicas através da energia elétrica. A propósito, um macetezinho: Toda palavra (em química) que é seguida do sufixo lise indica uma “quebra” através de alguma coisa. Por exemplo: Ozonólise – quebra da molécula através do ozônio, Pirólise – quebra de uma molécula através da ação do calor etc. Que nome você sugeriria para uma “quebra” que ocorreu através da passagem de eletricidade?

A eletrólise pode ser ígnea ou aquosa. A eletrólise ígnea é o nome que se dá a uma reação química provocada pela passagem de corrente elétrica através de um composto iônico fundido. Uma de suas aplicações práticas está na obtenção do alumínio da bauxita. Já a eletrólise aquosa é o nome de uma reação química provocada pela passagem de corrente elétrica por meio de uma solução aquosa de um eletrólito. A eletrólise é um fenômeno de oxi-redução, sendo assim, o total de elétrons perdidos no pólo positivo deve ser igual ao total de elétrons recebidos no pólo negativo. Um pouco complicado não é? Basta raciocinar que os elétrons não somem; desse modo, o número de elétrons cedidos são sempre iguais ao número de elétrons recebidos. O pólo onde há perda de elétrons (oxidação) recebe o nome de “anôdo”, enquanto que o pólo onde há ganho de elétrons (redução) recebe o nome de “catodo”.

ASPECTOS QUALITATIVOS – Estes aspectos cuidam que tipo de reação ocorre nos pólos positivo e negativo, aos quais são aplicados determinada quantidade de corrente elétrica, ou seja, trata do que é produzido, pouco importando a quantidade envolvida.

Bom, fazendo passar corrente elétrica em diversas soluções, ocorrerão reações que irão depender da natureza de cada substância envolvida. As eletrodeposições ocorrem segundo uma ordem de ionização, a qual é mostrada abaixo:

1. Ânions não-oxigenados (Ex. F^–, Cl^–, S^– etc.)
2. Hidroxilas (OH^–)
3. Ânions oxigenados (EX. SO₄⁼, NO₃^–, PO₄⁺³ etc.)

OBSERVAÇÃO – A ordem que os cátions obedecem, segue a tabela de potenciais padrão (quanto mais abaixo, maior a tendência receber elétrons).

Exemplos
Solução aquosa de iodeto de potássio (KI)

Ionização:	KI –> K+ + I–
	POLO (+) – ANÔDO	POLO (–) – CATODO
	2 I– – 2e– –> I2 OH– (Em Solução)	2 H+ + 2e– –> H2 2K+(Em Solução)

Solução aquosa de sulfato de sódio (Na₂SO₄)

Ionização:	Na2SO4 –> 2Na+ + SO4=
	POLO (+) – ANÔDO	POLO (–) – CATODO
	SO4= (em solução) 4 OH– – 4e– –> 2H2O + O2	2 Na+ (em solução) 2H+ + 2e– –> H2

ASPECTOS QUANTITATIVOS – Baseiam-se nas Leis de Faraday, propostas por Michael Faraday, as quais dizem:

A massa (em gramas) de uma substância eletrolisada é diretamente proporcional à carga Q que a atravessa: m ~ Q . Como a carga elétrica é igual à intensidade de corrente elétrica (em ampéres) multiplicada pelo tempo (em segundos), temos que: m ~ i . t

A massa eletrolisada de uma substância é diretamente proporcional ao equivalente-grama dessa substância: m ~ E

Se substituirmos os primeiros termos da primeira lei pelos termos da segunda lei, podemos dizer que a massa eletrodepositada é diretamente proporcional à intensidade de corrente elétrica, ao tempo decorrido da eletrodeposição e ao equivalente-grama da substância eletrodepositada. Mas, para podermos trabalharmos matematicamente, devemos transformar esta proporção em uma igualdade, utilizando, para isso, um fator de correção (k). Desse modo, temos: m = k . E . i . t

Onde:

m = Massa eletrolisada (g) k = Constante de proporcionalidade = 1/F = (96500 c)–1 E = Equivalente-grama da substância eletrolisada i = Intensidade de corrente elétrica (A) t = Tempo gasto na eletrólise (s)

Exemplos

1) Calcular a massa de cobre depositada pelo catodo após 2h, utilizando corrente de 1A.

RESPOSTA – m = k . E . i . t = 31,75 . 1 . 7.200 . (96500)^–1 = 2,73g

2) A deposição eletrolítica de 2,975g de um metal de peso atômico 119 requereu uma carga de 9650 coulombs. Qual é o número de oxidação desse metal?

RESPOSTA – m = k . E . Q
2,975 = E . 9650/96500 ›››› E = 29,75
E = mol/Nox ›››› Nox = 119 / 29,75 = 4

A galvanoplastia, também chamada de galvanização e a anodização são outros exemplos de aplicação prática da eletrólise. Podemos defini-la como sendo o ato de recobrir uma superfície de metal com uma camada fina de outro metal. Esse processo é geralmente usado para proteger objetos metálicos contra oxidação, bem como para melhorar a sua aparência.

O objeto que vai receber o banho faz o papel do catodo; um pedaço de papel que vai recobri-lo é o anôdo e o eletrólito contém um composto desse metal. Se uma placa de aço deve receber uma camada de estanho, este será usado como anôdo e a solução e uma solução de sulfato de estanho será usada como eletrólito; quando o corrente elétrica é ligada, os íons positivos de estanho migram através da solução até o aço, formando uma camada de estanho em sua superfície. É o processo no qual uma peça metálica, recebe o revestimento de outro metal, através da eletrólise aquosa de um sal.

Esse processo permite revestir anéis com uma camada de ouro e faqueiros com uma camada de prata. Já o ferro galvanizado consiste no ferro que recebeu uma camada superficial de zinco por eletrólise. A anodização é uma forma de resguardar certos metais contra a corrosão, é a formação de uma camada protetora superficial de um óxido do próprio metal. Um processo de anodização bastante conhecido é o caso do alumínio.

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