Eletrolise - quimica

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  • Publicado : 16 de novembro de 2011
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Eletrólise
A eletrólise é um processo eletroquímico, caracterizado pela ocorrência de reações de oxi-redução em uma solução condutora quando se estabelece uma diferença de potencial elétrico entre dois (ou mais) eletrodos mergulhados nessa solução. Vale lembrar que a denominação solução eletrolítica, empregada para designar qualquer solução aquosa condutora de eletricidade, deriva justamentedesse processo.
Além de sua larga aplicação industrial, a eletrólise se revela bastante adequada e interessante para demonstrações em feiras de ciências, pois não requer montagens complicadas e pode ser observada visualmente (junto aos eletrodos) enquanto ocorre.
O entendimento da eletrólise só é possível se conhecermos o comportamento de todas as substâncias envolvidas no processo, pois cadasubstância se comporta de determinada maneira quando em solução e, em especial, quando uma corrente elétrica atravessa essa solução. Por exemplo: você saberia dizer por que a água deve ser acidulada, para a eletrólise, com algumas gotas de ácido sulfúrico ou nítrico, e não com ácido clorídrico? Ao final desta exposição, você será perfeitamente capaz de responder a essa pergunta.
Voltemos às condiçõesdo experimento, supondo que a cuba contenha água pura. Como sabemos, a água pura não é condutora de eletricidade, e portanto devemos adicionar a essa água alguma substância de modo a obtermos uma solução condutora. Vamos então acidular essa água (adicionar ácido), conforme as instruções.
Ácidos, pela definição de Lewis, são substâncias que, em solução aquosa, liberam apenas um tipo de cátion, oH+. Essa definição não traduz exatamente o que ocorre na realidade, mas é suficiente para escrevermos as equações simplificadas da eletrólise e assim desvendá-la.
Pois bem: quando um ácido entra em solução aquosa, sofre ionização, liberando nessa solução cátions H+ e, com o "desmonte" da molécula, ânions (os ânions que lhe dão nome, que diferem, é claro, de um ácido para outro). Tomemos o ácidonítrico, por exemplo:

Como se observa, o ânion nitrato (que dá nome ao ácido nítrico), com a ionização, separa-se do cátion H+. Esses íons (cátions e ânions) possuem grande mobilidade, e são eles os responsáveis pelo transporte de carga elétrica através da solução quando a corrente começa a circular.
A água, por sua vez, também apresenta um comportamento um tanto especial: está sempre se"descombinando" e se recombinando, de modo que sempre há um pequeno número de moléculas, em qualquer amostra de água, que se apresenta decomposta da seguinte maneira:

Observemos então a figura abaixo, supondo a fonte de baixa tensão (6 volts de corrente contínua) já em funcionamento: os cátions (íons positivos) são atraídos para o eletrodo negativo (catodo), enquanto os ânions provenientes do ácido(NO3-) e da própria água (OH-) são atraídos para o eletrodo positivo (anodo).

Vamos analisar o que acontece no eletrodo negativo. Carregado de elétrons, por ação da fonte CC, o catodo começa a transferir esses elétrons para os íons H+, que passam então para a forma H0 (reação de redução). Nessa forma, porém, o elemento hidrogênio não é quimicamente estável, e assim, buscando a estabilidadequímica, esses átomos começam a se combinar entre si, formando moléculas de gás hidrogênio (H2). É fácil ver as bolhas de gás se formando junto ao eletrodo – e se acumulando na parte mais alta do tubo de ensaio, já que este se encontra emborcado sobre o eletrodo. A reação pode ser escrita, de forma simplificada, da seguinte maneira:

O eletrodo positivo, simultaneamente, começa então a absorver oselétrons "em excesso" dos ânions próximos, fechando assim o circuito – enquanto os elétrons circulam nos condutores, são os íons que transportam as cargas elétricas na solução, levando-as aos eletrodos. Como se vê, a função da fonte CC é, na prática, retirar elétrons dos ânions (oxidação) e entregá-los aos cátions (redução). (Lembre-se: "oxidar-se é perder elétrons".)
Analisemos agora a reação...
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