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Origem da eletrólise

O processo físico-químico conhecido como eletrólise atua forçando a ocorrência de uma reação química. Essa reação pode levar a produção de substâncias simples ou compostas que não são encontradas na natureza ou que não são encontradas em grande quantidade. Continue lendo para saber mais sobre a eletrólise.

O que é eletrólise?

A eletrólise é uma reação química que acontece de forma não-espontânea. Nela, está envolvida uma reação de oxirredução causada por uma corrente elétrica. A ocorrência da eletrólise é resultado da ação de uma corrente elétrica que deve ser contínua e apresentar voltagem suficiente.

Na reação de eletrólise, um cátion sofre redução no cátodo e um ânion sofre oxidação no ânodo como consequência da descarga elétrica de uma fonte externa. Dessa forma, na eletrólise temos uma reação de oxidação e de redução que são não espontâneas. 

A eletrólise pode acontecer por meio de fusão (eletrólise ígnea) ou então por dissolução (eletrólise aquosa). Os íons envolvidos no processo devem ter liberdade de movimentação. 

Eletrólise ígnea e aquosa

Confira a seguir, as duas formas de ocorrência de eletrólise, a ígnea e a aquosa. 

Eletrólise ígnea

Na eletrólise ígnea, uma substância iônica em estado líquido é utilizada em uma cuba eletrolítica. Se a substância iônica (XY) for submetida à fusão passará pelo processo de dissociação. Confira abaixo:

                ∆

XY(S) XY(I)

XY(I) X+(I) + Y–(I)

Quando a fonte de energia elétrica é acionada, o cátion (X+) se desloca na direção do cátodo. Por sua vez, os ânions (Y–) se deslocam na direção do ânodo. Dessa forma: 

No cátodo

Os cátions sofrem redução (recebem elétrons) e se transformam em uma substância estável (X). Confira a equação desse processo abaixo: 

X+(I) + e   X

No ânodo

Os ânions, por sua vez, sofrem oxidação (perdem elétrons) e se transformam em uma substância estável (X). Confira o processo representado pela equação a seguir: 

Y–(I)                    Y + e

Exemplo de eletrólise ígnea

Iremos exemplificar a eletrólise ígnea através da eletrólise do cloreto de sódio (NaCl). O cloreto de sódio (NaCl), quando submetido à fusão, sofre o processo de dissociação, confira abaixo: 

                ∆

NaCl(S)   NaCl (I)

NaCl(I)   Na+ + Cl– (I)

Na sequência, quando a fonte de energia elétrica é ligada, o cátion (Na+) se desloca na direção do cátodo. Os ânions então (Cl–) se deslocam na direção do ânodo. Assim: 

No cátodo

Os cátions Na+ sofrem redução (recebem elétrons) e se transformam em uma substância estável, nesse caso Na que é um metal sólido. Esse processo está representado na equação abaixo: 

Na+(I) + e   Na(S)

No ânodo

Os ânions Cl– sofrem oxidação (perdem elétrons) e se transformam em uma substância estável (Cl2 que é um gás). Confira a representação do processo abaixo: 

2Cl–(I)   2e + Cl2(g)

Na eletrólise ígnea do cloreto de sódio, ocorre a formação de sódio metálico (Na) e gás cloro (Cl2). 

Eletrólise aquosa

Na eletrólise aquosa, uma substância iônica é dissolvida na água dentro de uma cuba eletrolítica. Então antes de o processo de eletrólise ser realizado, é necessário misturar a substância (quase sempre um sal inorgânico) na água. Assim, geramos a sua dissociação (liberação de um cátion e um ânion), confira abaixo: 

XY(S) + H2O(I)                    X+(aq) + Y–(aq)

A diferença em relação à eletrólise ígnea é que além dos íons advindos da dissociação também há os íons oriundos da autoionização da água. A autoionização da água produz um cátion hidrônio (H+) e um ânion hidróxido (OH–). Confira a equação abaixo: 

H2O(I)                    H+(aq) + OH–(aq)

Dessa forma, dentro da cuba eletrolítica temos dois cátions (um oriundo da substância iônica e outro proveniente da água) além de dois ânions (um da substância iônica e outro proveniente da água). 

Dica

Conhecer a ordem de descarga de cátions e ânions ajuda a saber qual cátion se deslocará para o cátodo e qual ânion se deslocará para o ânodo. Confira abaixo: 

Para cátions

Au>Pt>Hg>Ag>Cu>Ni>Cd>Pb>Fe>Zn>Mn>hidrônio>família IIIA> família IIA > família IA

Para ânions

Ânions não oxigenados e o HSO4 > hidróxido > ânions oxigenados e F

Quando a fonte de energia elétrica é acionada, um cátion (X+) se desloca na direção de um cátodo. Um dos ânions (Y–) se desloca na direção do ânodo. 

No cátodo

Os cátions sofrem redução (recebem elétrons) e se transformam numa substância estável (X). Confira a representação do processo abaixo: 

X+(I) + e   X

Ou:

2H+(aq) + 2e         H2(g)

No ânodo

Os ânions sofrem oxidação (perdem elétrons) e se transformam numa substância estável (Y). Esse processo é representado pela equação a seguir: 

Y–(I)  Y + e

Ou:

2OH+(aq)     2e + O2 +  H2O

Exemplo de eletrólise aquosa

Iremos exemplificar o processo de eletrólise aquosa com o cloreto de sódio (NaCl). Quando dissolvido na água, o cloreto de sódio (NaCl) passa pelo processo de dissociação, confira abaixo: 

NaCl(S) + H2O(I)                    Na+(aq) + Cl–(aq)

Além da dissociação do NaCl, também ocorre a autoionização da água, confira abaixo: 

H2O(I)                    H+(aq) + OH–(aq)

Assim, temos os cátions H+ e Na+ e os ânions OH– e Cl–. Quando a fonte de energia elétrica é acionada, temos o seguinte: 

No cátodo

Os cátions H+ sofrem redução (recebem elétrons) e se transformam numa substância estável (H2 que é um gás). Isso se deve ao fato de que o hidrônio tem prioridade de descarga comparativamente com os elementos da família IA (o Na). Esse processo é representado pela equação a seguir: 

2H+(aq) + 2e                        H2(g)

No ânodo

Os ânions Cl– sofrem oxidação (perdem elétrons) e se transformam numa substância estável (Cl2 que é gasoso). Isso se deve ao fato de que o Cl– é um ânion não oxigenado que possui prioridade de descarga em comparação com o hidróxido. Esse processo é representado pela equação a seguir: 

2Cl–(I)                      2e + Cl2(g)

Na eletrólise aquosa do cloreto de sódio são formados o gás hidrogênio (H2) e o gás cloro (Cl2). 

Agora você sabe mais sobre a eletrólise. Para conferir mais conteúdos como este e dicas para o Enem e o vestibular, acesse outros posts do blog Hexag!