Pratica 10

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10. Trabalho Experimental

Eletroquímica: Células Eletrolíticas


10.1 Introdução
Uma reação de oxi-redução é espontânea quando o valor de (E da reação da célula combinada for positiva. Inversamente se o valor de (E da célula for negativo, a reação não poderá ocorrer espontaneamente na direção em que está escrita, porque o processamento de tal reação requereria a adição de energia.Se a energia elétrica requerida for fornecida ao sistema é possível uma reação não espontânea ocorrer; uma reação deste tipo é chamada REAÇÃO DE ELETRÓLISE.
10.2 Condutividade elétrica
Os líquidos, em particular as soluções, podem ser classificadas em dois grupos, em função do seu comportamento sob o efeito de um campo elétrico.
▪ Líquidos que contêm apenas moléculas covalentes;▪ Líquidos que contêm íons(esses íons podem ter estado nessa forma sólido iônico original, ou podem ter resultado da reação de um soluto covalente com um solvente polar).
Os líquidos que contêm íons podem sofrer um processo de eletrólise e são condutores de corrente elétrica. Esses líquidos são designados eletrólitos; as soluções são, comumente, chamadas eletrolíticas.
Poroutro lado, os líquidos(soluções) que contêm apenas moléculas não sofrem eletrólise e não são capazes de conduzir a corrente elétrica.
Os elétrons envolvidos em uma ligação metálica são relativamente livres para mudar-se de átomo em átomo; desse modo, se for aplicada uma diferença de potencial entre duas partes de um metal esses elétrons da estrutura metálica migram na direção da regiãocarregada positivamente, deslocando-se sucessivamente dos orbitais de um átomo para os seus vizinhos. Diz-se, então, que os metais conduzem a corrente elétrica eletronicamente.
10.3 Reações eletrolíticas
Os processos eletrolíticos são de grande importância na indústria atual. É provável que o mais simples dos processos eletrolíticos seja aquele em que duas lâminas de cobre, ligadas aterminais opostos de uma fonte de voltagem, são mergulhadas em uma solução aquosa de sulfato de cobre.
Na lâmina de cobre ligada ao terminal negativo (cátodo) ocorre deposição de mais cobre metálico, enquanto que no outro eletrodo, ligado as terminal positivo (ânodo) o cobre metálico é oxidado a Cu2+.
O eletrodo em que ocorre redução é sempre chamado cátodo, enquanto que o ânodo é sempre oeletrodo no qual ocorre oxidação.
[pic] no cátodo
[pic] no ânodo
Se o ânodo de um célula deste tipo é feito de cobre impuro(99%), é possível depositar no cátodo cobre de pureza(99,98%). Então, este e outros processos de refinação eletrolítica encontram emprego considerável na preparação de grandes quantidades de metais de elevada pureza.
Figura 1- Refino de cobre impuro
Na verdade,não existe reagente químico facilmente acessível que possa reduzir estes íons a metais, em grandes quantidades. Em vista disto, a preparação comercial dos metais ativos envolve a redução eletrolítica em um cátodo, como por exemplo na eletrólise de MgCl2 fundido.
[pic] no cátodo
[pic] no ânodo
[pic]

Figura 2- Eletrólise de cloreto de magnésio fundido


10.4 Eletrólise em soluções aquosasEm uma célula eletrolítica, conforme figura 3 e 4 uma solução aquosa de ácido clorídrico ( íons H+ e Cl-) é colocada entre dois eletrodos de grafita ligados por fios metálicos aos terminais de uma bateria. O circuito é equipado com um interruptor e com uma lâmpada.
Suponhamos que, no princípio da experiência, o interruptor esteja aberto, de modo que só um dos eletrodos esteja ligado à bateria.Nestas condições, nenhuma reação química é observada em qualquer dos dois eletrodos.

Figura 3- Circuito com interruptor aberto


Após ser fechado o circuito, começarão a se verificar mudanças importantes: formar-se-ão bolhas na superfície de cada um dos eletrodos e a lâmpada se acenderá. As bolhas formadas no eletrodo que está ligado ao terminal negativo da bateria(eletrodo negativo da...
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