Whatsapp icon Whatsapp

Eletrólise em meio aquoso

Equipamento de eletrólise em meio aquoso
Equipamento de eletrólise em meio aquoso

A eletrólise em meio aquoso é um processo em que se passa corrente elétrica através de uma solução aquosa, onde existem íons que produzem reações, gerando energia química.

Visto que é necessário que se passe uma corrente elétrica, esse processo não é espontâneo e é exatamente o contrário de uma pilha, que é um equipamento que transforma energia química em elétrica de modo espontâneo.

Na solução aquosa, a substância diluída se dissocia ou ioniza, liberando íons para o meio. Mas existem também os íons provenientes da ionização da água:

H2O → H+ + OH-

Apesar de haver tantos íons na solução, apenas um cátion e um ânion sofrerão a descarga nos eletrodos. Para sabermos quais serão eles, se são os íons da água ou os íons da substância diluída, temos que considerar uma ordem de prioridade, que é dada abaixo:

Ordem decrescente de facilidade de descarga dos íons em eletrólise aquosa

Observe que os cátions de metais alcalinos, de metais alcalinoterrosos e do alumínio não se descarregam em solução aquosa. Nesses casos, se o meio for neutro, a redução que ocorrerá no cátodo será a da água, mas se for em meio ácido, a redução será a do cátion H+, formando o gás hidrogênio, H2. Se quisermos produzir esses metais alcalinos, alcalinoterrosos e o alumínio, terá que ser por eletrólise ígnea, que ocorre sem a presença de água, com o material fundido.

Os cátions dos demais metais sofrem redução no eletrodo negativo, depositando seu respectivo metal. Por exemplo, se for o cátion prata (Ag1+(aq)), será depositada a prata metálica no eletrodo negativo (Ag0(s)).

Quanto aos ânions, veja que os que são oxigenados e o fluoreto nunca se oxidam em solução aquosa, mas sim os ânions da água. Se o meio for neutro, a água se oxidará no eletrodo positivo, produzindo gás oxigênio; mas se o meio for básico, os seus ânions hidroxila (OH-(aq)) serão oxidados.

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

Os ânions não oxigenados Cℓ-, Br- e I- oxidam-se gerando no eletrodo positivo as substâncias elementares cloro, bromo e iodo, respectivamente.

Vejamos um exemplo para entender melhor como isso ocorre:

Considere que numa cuba eletrolítica seja colocada uma solução aquosa de sulfato de cobre II (CuSO4(aq)), com dois eletrodos mergulhados nela. Esses eletrodos estão ligados a um gerador de corrente elétrica, como mostra a figura:

Esquema da eletrólise da solução de sulfato de cobre II

Na solução, temos os íons gerados pelo sulfato de cobre e os da água:

CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO2-4(aq)

H2O(ℓ) → H+(aq) + OH-(aq)

Os cátions disponíveis são Cu2+(aq)  e H+(aq). Se olharmos na ordem de facilidade de descarga, o cátion cobre tem maior poder oxidante, sofrendo redução no eletrodo negativo (cátodo) e depositando o metal cobre nele.

Semirreação do cátodo: Cu2+(aq) + 2 e- → Cu(s)

Entre os ânions SO2-4(aq) e OH-(aq), os ânions hidroxila têm maior facilidade de oxidação, gerando gás oxigênio no eletrodo positivo (ânodo):

Semirreação do ânodo: 2 OH-(aq) → H2O(ℓ) + ½ O2(g)+ 2 e-

A reação global dessa reação é dada por:

                                            CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO2-4(aq)
                                            2 H2O(ℓ) → 2 H+(aq) + 2 OH-(aq)
Semirreação do cátodo: Cu2+(aq) + 2 e- → Cu(s)
Semirreação do ânodo: 2 OH-(aq) → H2O(ℓ) + ½ O2(g)+ 2 e-        
Reação global: CuSO4(aq) + H2O(ℓ) → 2 H+(aq) + SO2-4(aq) + Cu(s) + ½ O2(g)

Processo de eletrólise aquosa da solução de sulfato de cobre II

Como produtos dessa eletrólise foram obtidos o cobre metálico e o gás oxigênio. Além disso, a solução é ácida, pois apresenta os íons H+ que não foram reduzidos.

Publicado por Jennifer Rocha Vargas Fogaça

Artigos Relacionados

Bateria de níquel-cádmio
Conheça as vantagens, desvantagens, composição e funcionamento da bateria de níquel-cádmio.
Pilhas e baterias primárias e secundárias
Conheça as principais pilhas e baterias usadas no cotidiano que não são recarregáveis e as que são recarregáveis.
video icon
Escrito"Civilização Micênica" Próximo ao Fresco de uma mulher Micênica.
História
Grécia Antiga: Civilização Micênica
Assista à nossa videoaula para conhecer a história da civilização micênica. Confira também, no nosso canal, outras informações sobre a Grécia Antiga.

Outras matérias

Biologia
Matemática
Geografia
Física
Vídeos
video icon
Pessoa com as pernas na água
Saúde e bem-estar
Leptospirose
Foco de enchentes pode causar a doença. Assista à videoaula e entenda!
video icon
fone de ouvido, bandeira do reino unido e caderno escrito "ingles"
Gramática
Inglês
Que tal conhecer os três verbos mais usados na língua inglesa?
video icon
três dedos levantados
Matemática
Regra de três
Com essa aula você revisará tudo sobre a regra de três simples.