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As células eletrolíticas
(eletrólise)
Eletrólise estuda os fenômenos que
acontecem em uma célula eletrolítica ou seja
o efeito da eletricidade sobre as reações
químicas.
1- ELETRÓLISE ÍGNEA:
É o processo de decomposição de uma substância iônica
fundida por meio da passagem de corrente elétrica.
NaCl fundido (líquido)
2 Cl - Cl2 (g) + 2 e-
2 Na+ + 2 e - 2Na(l)
2 Na + + 2 Cl- 2 Na(l) + Cl 2 (g)
2- ELETRÓLISE DE SOLUÇÕES AQUOSAS
USANDO ELETRODOS INERTES
H 2 O H+ + OH -
NaCl Na+ + Cl -
PÓLO NEGATIVO DESCARREGA EM PRIMEIRO LUGAR O CÁTION
DE REDUÇÃO MAIS FÁCIL
PÓLO POSITIVO DESCARREGA EM PRIMEIRO LUGAR O ÂNION
DE OXIDAÇÃO MAIS FÁCIL
2- ELETRÓLISE DE SOLUÇÕES AQUOSAS
USANDO ELETRODOS INERTES
Ordem de descarga dos cátions
METAIS ALCALINOS< ALCALINOS TERROSOS < Al+3 < H+ <
Mn2+< Zn2+< Fe2+ <Cr 3+<Pb2+ <Ni2+ <Cu2+ <Ag+< Hg 2+ <Au 3+
Ordem de descarga dos ânions
Cl- < Br- < I- < S2- < R-COO- < OH- < NO3-< SO42 - <PO4
3-
Pb Al Zn Na K Li H2 Cl2
F2 I2 O2
2- ELEMENTOS OBTIDOS POR ELETRÓLISE
11- Produção de alumínio por eletrólise
A principal fonte de alumínio é o minério da bauxita, que apresenta este elemento
na forma de um óxido hidratado, associados a outros óxidos (Fe2O3), que são
eliminados durante o processo de beneficiamento. Após a separação destas
impurezas, o alumínio é isolado na forma de um hidróxido que é calcinado,
resultando em alumina (Al2O3).
Esta alumina é misturada a Criolite (Na3AlF6) para reduzir o ponto de fusão a
10000C, onde então a massalíquida é eletrolisada sob alta amperagem.
Redução (Catodo): Al3+ + 3e- → Al(s)
Oxidação (Anodo): O2- → 1/2O2(g) + 2e-
Redução da H2O
Como o alumínio apresenta um
Potencial de redução menos que o
da água, não é possivel reduzilo
em solução aquosa
Galvanoplastia
- Galvanoplastia é o processo de redução de um metal sobre a superfície de um
outro metal.
- Eletrólito: Deve conter o íon do metal a ser reduzido
- Cátodo: É o polo (-) e é o metal a ser recoberto.
- Ânodo: É o polo (+) e pode ser inerte ou do metal que ira se depositar.
DC Power
- +
Cu
e-
Redução
Au+ + e- → Au(s)
Oxidação
Au(s) → Au+ + 1e- Au+
CN-
Refinaria Chumbo
Refino é o processo de purificação de
um metal por eletrólise.
O eletrólito contém Pb e o ânodo o
metal impuro é oxidado a metal puro
no cátodo.
É o mesmo que na galvanoplastia
(-) Pb2+ + 2e- → Pb(s
(+) Anodo: Impure Pb (Au, Ag, Zn)
DC Power
- +
Pb2+
NO3- Zn2+
Zn oxidizes
Ag does not oxidize
Pb oxidizes
Au does not oxidize At the Anode
A tensão é controlada de modo a que:
Pb2+ reduces
At the Cathode
Zn2+ does not reduce
A tensão é controlada de modo a que:
A reação do alumínio em pó solido que promove a
redução ferro (ou outro metal). Éuma reação
Extremamente exotérmicca.
Aluminotermia
Fe2O3 + 2Al(s) → Al2O3(s) + 2Fe(l) + energia
Leis de Faraday
1ª Lei de Faraday: A massa da substância transformada durante, a eletrólise é
diretamente proporcional à quantidade de eletricidade que atravessa a solução.
m = k. Q
2ª a massa de uma substância transformada durante a eletrólise é diretamente
proporcional ao equivalente eletroquímico, ε ( massa transformada por 1 C).
m= k. ε
k= 1/96500 ε= massa molar/∆nox
m= (i.t. ε)/96500