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Aula 14 eletrólise ígnea - 2º ano

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* Nas pilhas, a energia de uma reaçãoespontânea de oxirredução é transformada emenergia elétrica;

* Quando ocorre o processo oposto, na qual aenergia elétrica origina um processo não-espontâneo de oxirredução, temos umaeletrólise;

* A eletrólise é um processo provocado por umgerador, ou seja, é uma transformaçãoartificial. Apesar de não ocorrer naturalmente,ela tem enorme importância prática.

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* A produção industrial de muitas substâncias como osmetais alcalinos e alcalinos terrosos, gás hidrogênio,gás cloro e os recobrimentos metálicos (como acromação e a niquelação) são algumas das váriasaplicações da eletrólise;

* Substâncias iônicas conduzem corrente elétrica quandofundidas ou em soluções aquosas. Essa condução deeletricidade se deve à formação de substâncias noseletrodos;

* Se a passagem de corrente se dá em uma substânciaiônica no estado de fusão, temos uma eletrólise ígnea;

* Se o líquido condutor for uma solução aquosa, ocorreuma eletrólise aquosa.

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* Em Física, no estudo da eletricidade, gerador é umsistema que transforma algum tipo de energia emenergia elétrica. Uma pilha é, portanto, um geradorno qual a energia potencial química étransformada em energia elétrica;

* Já um receptor faz exatamente o contrário, porexemplo, um ventilador transforma energia elétricaem energia mecânica;

• O pólo negativo do receptor funciona como umaextensão do pólo negativo do gerador;

• Vamos analisar um circuito elétrico em que umapilha é o gerador e uma solução eletrolíticafunciona como receptor.

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* Uma pilha caseira será o nosso gerador;

* Prendemos dois fios condutores, que funcionarão comoextensões do gerador e uma lâmpada de teste;

* Um líquido eletrolítico será o receptor;

* Duas barras de grafite servirão de eletrodos inertes,apenas para fechar o circuito;

* Após o circuito montado, qual será o sentido do fluxo deelétrons?

* Os elétrons saem do pólo negativo do gerador;

* O gerador “rouba” elétrons do pólo positivo do receptor eos empurram para o pólo negativo do receptor;

* A seguir estudaremos as eletrólises e os geradores nãoserão mais representados nas ilustrações.

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* As semirreações que ocorrem na eletrólise não sãoespontâneas, mais sim, forçadas pelo gerador;

• No modelo de eletrólise mostrado na ilustraçãoseguinte, os ânions B- são atraídos para o pólopositivo e, praticamente, forçados a perderelétrons;

- Pólo (+) – Ânodo : B- → B° + 1 elétron

* Ao mesmo tempo, o gerador faz o cátion A+receberem elétrons;

- Pólo (-) – Cátodo : A+ + 1 elétron → A°

* A seguir é mostrado um esquema do processoglobal da eletrólise.

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* A equação química da eletrólise, ou seja, dareação não-espontânea provocada pelacorrente elétrica é a soma das semirreações;

* Essas semirreações também são conhecidascomo descargas, pois ocorre uma anulaçãodas cargas dos íons;

- Pólo (+): B- → B° + 1 elétron (descarga doânion)

- Pólo (-): A+ + 1 elétron → A° (descarga docátion)

- Eletrólise: A+ + B- → A° + B° (reação global)

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* A cada ano, são produzidos milhões de toneladas

de metais (como alumínio, sódio e magnésio) por

um único método: a eletrólise ígnea;

* O modelo geral desse método é caracterizado pelo

fato de as substâncias iônicas no estado de fusão

sofrerem a ação da corrente elétrica mantida por

um gerador;

* Compostos iônicos fundem-se em altas

temperaturas, o que explica outra importante

característica das eletrólises ígneas: a ausência

de água.

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* O metal sódio, por exemplo, é obtido na eletrólise ígneado cloreto de sódio fundido, em um processo queocorre a 800 °C.

NaCℓ → Na+ + Cℓ -1

fusão a 800°C

* A reação da eletrólise do Nacℓ é dada pela soma dassemirreações:

- Pólo positivo → Na+ + 1 elétron → Na (.2)

- Pólo negativo → 2Cℓ- → Cℓ2(g) + 2 elétrons

2Na+ + 2 elétrons → 2Na

2Cℓ- → Cℓ2(g) + 2 elétrons

----------------------------------------------

2Na+ + 2Cℓ- → 2Na + Cℓ2

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* A eletrólise é uma reação não-espontânea e, por isso, areação inversa é espontânea. Portanto os produtos daeletrólise precisam ser separados,pois, eles reagiriamao entrarem em contato;

* A reação do Na com Cℓ2(g), por exemplo, é tãoespontânea que chega a ser explosiva;

2Na + Cℓ2(g)→ 2NaCℓ (reação explosiva)

* O gás cloro é um subproduto importante desse processoindustrial, com larga aplicação na produção decompostos orgânicos clorados, de alvejantes e notratamento da água;

* A aparelhagem industrial da eletrólise ígnea do cloretode sódio está representada a seguir:

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