Eletrólise ígnea

A eletrólise é uma parte estudada na eletroquímica em que se produz energia química por meio de energia elétrica. É um processo não espontâneo, no qual se passa corrente elétrica sobre um sistema líquido onde existem íons, produzindo reações químicas.

O sistema líquido pode ser uma substância ou uma solução aquosa, sendo chamada de eletrólise aquosa ou eletrólise em meio aquoso; mas se a substância estiver fundida, isto é, no estado líquido com ausência de água, nesse caso, temos uma eletrólise ígnea.

A palavra “ígnea” vem do latim ígneus, que significa “ardente, inflamado”, pois é preciso aquecer a substância a altas temperaturas para que ela se funda. Esse tipo de eletrólise foi descoberto no início do século XIX e é muito importante porque por meio dela é possível produzir elementos químicos e substâncias simples que não existem na natureza isolados.

A substância fundida é colocada num recipiente chamado de cuba eletrolítica com dois eletrodos submersos nela. Os eletrodos, por sua vez, estão ligados a uma fonte geradora de corrente elétrica, que pode ser uma pilha ou bateria. Ligando a fonte geradora ocorre o seguinte em cada eletrodo:

• O polo negativo do gerador irá fornecer elétrons para um dos eletrodos, fazendo com que ele fique carregado negativamente, tornando-se o cátodo, que atrai os cátions. Nesse eletrodo, os cátions recebem elétrons e se reduzem. 

• Já o outro eletrodo fica carregado positivamente, atraindo os ânions (que são negativos) e por isso é chamado de ânodo. Nesse eletrodo, os ânions perdem elétrons e se oxidam.   

Um dos exemplos mais importantes de eletrólise ígnea é a do cloreto de sódio (NaCl) ou sal de cozinha, que produz duas substâncias simples, o sódio metálico, Na⁰_(s), e o gás cloro, Cl_2(g). O esquema abaixo mostra como ocorre esse tipo de eletrólise:

Quando o sal é aquecido a uma temperatura de 800,4 º C, ele se funde e seus íons ficam livres:

NaCl → Na⁺ + Cl^-

Veja o que ocorre em cada eletrodo quando o gerador é ligado.

• Eletrodo positivo: Ânodo - desse eletrodo saem os elétrons, sofrendo oxidação e é onde os ânions Cl^- se descarregam;
• Eletrodo negativo: Cátodo - esse eletrodo recebe os elétrons, sofrendo redução e é onde os cátions Na⁺ se descarregam.

As semirreações e a reação global que ocorrem nessa eletrólise ígnea são:

Semirreação no cátodo: Na⁺ + e^- → Na  . (2)  (redução)

Semirreação no ânodo: 2 Cl^- → Cl₂ + 2e^-____(oxidação)

Reação global: 2 Na⁺ + 2 Cl^- → 2 Na + Cl₂