L BAT

1. L BAT ELETROQUÍMICA - ELETRÓLISE

2. 1. ELETRÓLISE

3. 1. ELETRÓLISE: REAÇÃO NÃO-ESPONTÂNEA DE OXI-REDUÇÃO QUE OCORRE PELA PASSAGEM DE CORRENTE ELÉTRICA.

4. 1.1 CONDIÇÕES PARA OCORRÊNCIA DE UMA ELETRÓLISE: • A CELA OU CUBA ELETROLÍTICA DEVE CONTER UM ELETRÓLITO. • A CORRENTE ELÉTRICA DEVE SER CONTÍNUA E A VOLTAGEM ADEQUADA.

5. 1.2. EM UMA ELÉTROLISE:

6. 1.3. MONTAGEM DE UMA CELA OU CUBA ELETROLÍTICA PILHA C Á T O D O - Â N O D O + SOLUÇÃO AQUOSA OU FUNDIDA C+(CÁTION) A-(ÂNION)

7. 2. ELETRÓLISE ÍGNEA

8. 2.1. ELETRÓLISE ÍGNEA:PRIMEIRO O COMPOSTO SÓLIDO PASSA AO ESTADO LÍQUIDO (É FUNDIDO) PARA QUE HAJA CONDUÇÃO ELÉTRICA. COMO POR EXEMPLO A ELETRÓLISE ÍGNEA DO NaCℓ: C Á T O D O - Â N O D O + Na+(CÁTION) Cl-(ÂNION)

9. 2.2. REAÇÕES QUE OCORREM NOS ELETRODOS DURANTE UMA ELETRÓLISE ÍGNEA. (EX. NaCl) 1 – Fusão : NaCl (s) Na+(ℓ) + Cl-(ℓ) 2- Cátodo: Na+(ℓ) + e- Na0(ℓ) 3- Ânodo: Cl-(ℓ) ½ Cl2(ℓ) + e- EQUAÇÃO GLOBAL NaCl (s) Na0(ℓ) + ½Cl2(ℓ)

10. OBS. OS ELETRODOS DEVEM APRESENTAR GRANDE RESISTÊNCIA AO CALOR, AOS ELETRÓLITOS E À PASSAGEM DA CORRENTE ELÉTRICA. UM ELETRODO NESTAS CONDIÇÕES É CHAMADO DE ELETRODO INERTE

11. 3. APLICAÇÕES DA ELETRÓLISE ÍGNEA • A PRODUÇÃO DE ELEMENTOS QUÍMICOS DE ALTA REATIVIDADE, TAIS COMO: METAIS ALCALINOS (Na E K), METAIS ALCALINOS TERROSOS (Ca e Mg), ALUMÍNIO, HALOGÊNIOS (F e Cl). • A PRODUÇÃO DE COMPOSTOS QUÍMICOS DE GRANDE IMPORTÂNCIA COMERCIAL, COMO NaOH e H2O2

12. 4. ELETRÓLISE AQUOSA

13. 4.1. ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA: HAVERÁ COMPETIÇÃO: ENTRE O H+PROVENIENTE DA AUTO IONIZAÇÃO DA ÁGUA E O CÁTION PROVENIENTE DO ELETRÓLITO E ENTRE OH- PROVENIENTE DA AUTO IONIZAÇÃO DA ÁGUA E ÂNION PROVENIENTE DO ELETRÓLITO. DEVEMOS ENTÃO MEMORIZAR A ESCALA DE PRIORIDADE DE DESCARGA.

14. DEMAISCÁTIONS H+ Aℓ+3 ALCALINOSTERROSOS FACILIDADE DE DESCARGA AUMENTA ALCALINOS

15. ÂNIONS NÃO OXIGENADOS OH- FLUORETOS FACILIDADE DE DESCARGA AUMENTA ÂNIONS OXIGENADOS

16. 4.2. ELETRÓLISE DO NaCℓ EM SOLUÇÃO AQUOSA: 1- H2O H+ + OH- 2- NaCℓ(s) Na+(aq) + Cℓ-(aq) 3- Cátodo: H+ + e- ½ H2 4- Ânodo: Cℓ- ½ Cℓ2 + e- NaCℓ + H2O Na+ + OH- + ½ H2 + ½ Cℓ2 AUTO-IONIZAÇÃO DISSOCIAÇÃO REDUÇÃO OXIDAÇÃO

17. QUANDO O OH- OXIDA O PRODUTO DA REAÇÃO SERÁ: OXIDAÇÃO DO OH- : 2OH- H2O + 1/2O2 + 2e-

18. QUANDO O H+ REDUZ O PRODUTO DA REAÇÃO SERÁ: REDUÇÃO DO H+: 2H+ + 2e- H2

19. 4.3. APLICAÇÕES DA ELETRÓLISE AQUOSA. • A PURIFICAÇÃO OU REFINO ELETROLÍTICO DE VÁRIOS METAIS , COMO O COBRE, O ZINCO, O CHUMBO, ETC. • O PROCESSO DE ELETRODEPOSIÇÃO DE METAIS (GALVANIZAÇÃO). • O PROCESSO DE ANODIZAÇÃO.

20. 6. ESTEQUIOMETRIA NA ELETRÓLISE 1 FARADAY (F) = CARGA ELÉTRICA DE 1 MOL DE ELÉTRONS = 96.500C Q = i. t Q = CARGA EM COULOMB (C) i = CORRENTE ELÉTRICA EM AMPÈRE t = TEMPO EM SEGUNDOS.

21. QUAL A MASSA DE CÁLCIO (40g/mol) DEPOSITADA POR UMA CARGA DE 96500C QUANDO SUBMETIDO A ELETRÓLISE COM RENDIMENTO (R) DE 50%? RESOLUÇÃO: Ca+2 + 2e- Ca° 2 MOLS DE e- 1 MOL DE Ca 2.96500C 40g Ca 96500C Xg Ca 100% 20g 50% Xg 1º CONSIDERAR 100% DE R X = 20g Ca X = 10g Ca

22. E. t. i m = 96500C m = massa em gramas. E = equivalente-grama E= massa molar do íon / carga do íon (Considerar a carga > 0). t = tempo em segundos i = corrente em Ampére. 96500C carga de 1 mol de elétrons

23. QUAL A MASSA DE COBRE (63,5g/mol) DEPOSITADA NO CÁTODO, A PARTIR DA ELETRÓLISE DE 5L DE UMA SOLUÇÃO 1MOL/L DE NITRATO DE COBRE II, DURANTE 5 MINUTOS COM CORRENTE DE 965 AMPÉRE? RESOLUÇÃO: E = 63,5g/2 = 31,75g TEMPO(s) = 5.60s = 300s m = E.t.i / 96500C m = 31,75g.300s.965A / 96500C m = 31,75g.3 m = 95,25g