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QUÍMICA
Prof ª. Giselle Blois
Transformações Químicas e Energia
Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday - Parte 10
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Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday
Ex.4: Eletrólise aquosa do HCl
HCl → H+ + Cl -
H2O → H+ + OH-
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Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday
- O polo negativo, catodo, terá que “escolher” entre atrair e
descarregar os cátions: H+ ou H+
- O polo positivo, anodo, terá que “escolher” entre atrair e
descarregar os ânions: OH- ou Cl-
Cátions: 1A, 2A, Al3+. H+ . demais metais
facilidade de descarga crescente
Ânions: oxigenados,F- . OH- . não oxigenados,hidrogenossulfatos
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Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday
Semirreação de redução (catodo):
2 H+ + 2e- → H2
Semirreação de oxidação (anodo):
2 Cl- → Cl2 + 2e-
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Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday
2 HCl → 2 H+ + 2 Cl -
H2O → H+ + OH-
2 H+ + 2e- → H2
2 Cl- → Cl2 + 2e-
2 HCl + H2O → H+ + OH- + H2 + Cl2
H2O
2 HCl → H2 + Cl2
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2 HCl → H2 + Cl2
* Note que somente o soluto (HCl) sofre eletrólise, logo
a solução fica mais diluída. Com isso o pH da solução
irá aumentar, pois a mesma ficará menos ácida.
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Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday
Eletrólise em solução aquosa com eletrodos ativos, reativos
ou não inertes:
Em qualquer eletrólise os eletrodos devem ser bons
condutores de eletricidade, porém podem sofrer corrosão.
Os eletrodos metálicos funcionam bem na função de
catodo (redução). Na posição de anodo (oxidação) o metal
pode ser rapidamente corroído, ou melhor dizendo, o metal
pode participar da própria eletrólise.
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Sendo assim, o anodo “prefere retirar” elétrons do próprio
metal que o constitui, ao em vez de descarregar os ânions
existentes em solução.
Por isso esses eletrodos são chamados de não inertes,
reativos ou ativos, pois participam da reação de eletrólise.
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Ex.1: Eletrólise de H2SO4 em solução aquosa diluída
com eletrodo de cobre
H2SO4 → 2 H+ + SO42-
H2O → H+ + OH-
* Cu0 → Cu2+ + 2e-
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- O polo negativo, catodo, terá que “escolher” entre
atrair e descarregar os cátions: H+ ou H+
- O polo positivo, anodo, irá atrair e descarregar o
eletrodo não inerte: Cu0
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Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday
Semirreação de redução (catodo):
2 H+ + 2e- → H2
Semirreação de oxidação (anodo):
Cu0 → Cu2+ + 2e-
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Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday
H2SO4 → 2 H+ + SO42-
H2O → H+ + OH-
2 H+ + 2e- → H2
Cu0 → Cu2+ + 2e-
H2SO4 + Cu0 + H2O → H+ + OH- + H2 + Cu2+ + SO42-
H2O
H2SO4 + Cu0 → H2 + CuSO4
CuSO4
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Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday
H2SO4 + Cu0 → H2 + CuSO4
* Esta é uma reação de simples troca, na qual o cobre
não poderia deslocar o hidrogênio, por estar abaixo do
mesmo na tabela de potenciais de eletrodos. Porém
esta reação ocorre, mesmo sendo um processo não
espontâneo, pois há passagem de corrente elétrica.
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Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday
Ex.2: Eletrólise de NiSO4 em solução aquosa com
eletrodo de níquel
NiSO4 → Ni2+ + SO42-
H2O → H+ + OH-
* Ni0 → Ni2+ + 2e-
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Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday
- O polo negativo, catodo, terá que “escolher” entre atrair e
descarregar os cátions: H+ ou Ni2+
- O polo positivo, anodo, irá atrair e descarregar o eletrodo não
inerte: Ni0
Cátions: 1A, 2A, Al3+. H+ . demais metais
facilidade de descarga crescente
Ânions: oxigenados,F- . OH- . não oxigenados,hidrogenossulfatos
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Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday
Semirreação de redução (catodo):
Ni2+ + 2e- → Ni0
Semirreação de oxidação (anodo):
Ni0 → Ni2+ + 2e-
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Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday
NiSO4 → Ni2+ + SO42-
H2O → H+ + OH-
Ni2+ + 2e- → Ni0
Ni0 → Ni2+ + 2e-
NiSO4 + H2O → H+ + OH- + Ni2+ + SO42-
H2O
???????????????
NiSO4
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Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday
A eletrólise não altera a solução, a corrente de elétrons apenas
permite o transporte do níquel do anodo para o catodo.
Desta forma, o objeto metálico preso ao polo negativo, catodo,
será recoberto com o níquel que vem do anodo, polo positivo,
ocorrendo um revestimento de superfície: NIQUELAÇÃO.
* De maneira análoga: cromação, prateação, etc →
GALVANIZAÇÃO ou eletrodeposição.
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Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday
Para uma galvanização perfeita é necessário controlar a
temperatura, as concentrações, o pH e a corrente
elétrica.
Caso esta não seja perfeita, há formação de pó metálico.
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Ex.3: Eletrólise de CuSO4 em solução aquosa com
anodo de cobre impuro e catodo de cobre puro
CuSO4 → Cu2+ + SO42-
H2O → H+ + OH-
* Cu0 → Cu2+ + 2e-
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Semirreação de redução (catodo):
Cu2+ + 2e- → Cu0
Semirreação de oxidação (anodo):
Cu0 → Cu2+ + 2e-
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Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday
CuSO4 → Cu2+ + SO42-
H2O → H+ + OH-
Cu2+ + 2e- → Cu0
Cu0 → Cu2+ + 2e-
CuSO4 + H2O → H+ + OH- + Cu2+ + SO42-
H2O
???????????????
NiSO4
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Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday
A corrente elétrica permite o transporte o cobre puro
presente no anodo para o catodo.
As impurezas presentes no anodo ficam em solução ou
precipitam sob a forma de lama anodica.
Quando há formação de lama anodica ocorre o chamado
refino eletrolítico, que permite obter cobre com 99,9% de
pureza (cobre eletrolítico).
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Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday
O refino eletrolítico é um método caro, porém bastante
eficaz de purificação de metais.
No caso do cobre eletrolítico formado, este pode ser
usado na fabricação de fios elétricos, uma vez que
impurezas diminuem a condutividade elétrica dos metais.