Eletrólise

Eletrólise é um processo eletroquímico, no qual ocorrem reações de oxidação e redução quando uma corrente elétrica de uma fonte externa, como uma pilha ou bateria, incide sobre um líquido que contém íons (cátions e ânions).

É possível obter um líquido contendo íons em duas situações:

• Quando um composto de natureza iônica (ácidos, bases, sais, etc.) é submetido ao fenômeno de fusão (passagem do estado sólido para o líquido);

• Quando um composto de natureza iônica dissolve-se em água, sofrendo ionização ou dissociação.

Assim, com uma pilha ou uma bateria, para realizar a eletrólise, é necessária uma cuba (contendo os íons), chamada de célula eletrolítica, que apresenta um cátodo e um ânodo.

Representação de uma célula eletrolítica

• Ânodo (polo positivo): local onde ocorre a oxidação;

• Cátodo (polo negativo): local onde ocorre a redução.

O princípio da eletrólise está baseado no fato de que quando os elétrons da fonte (bateria ou pilha) chegam até a célula eletrolítica (recipiente onde estão os íons), então, o cátion sofrerá redução e os ânions sofrerão oxidação:

• No cátodo:

Representação de uma equação catódica

• No ânodo:

Representação de uma equação anódica

Eletrólise ígnea

A eletrólise ígnea é realizada quando um composto de natureza iônica é submetido ao processo de fusão (por meio de aquecimento), dissociando-se e liberando um cátion e um ânion. Se realizarmos a eletrólise ígnea do cloreto de potássio, por exemplo:

Equação representando a dissociação de um composto iônico

Dessa forma, quando a corrente elétrica chega na célula eletrolítica, o cátion sofre a redução no cátodo, e o ânion sofre a oxidação no ânodo.

• No cátodo:

Equação de redução com o cátion potássio

Observação: Os cátions de metais sempre formam metais sólidos no cátodo (com exceção do mercúrio).

• No ânodo:

Equação de oxidação com o ânion cloreto

Observação: O estado físico da substância formada no ânodo dependerá do elemento químico.

Eletrólise aquosa

Eletrólise aquosa ocorre quando temos um eletrólito (por exemplo, um sal, uma base ou um ácido) dissolvido em água, o que favorece a ionização ou dissociação do composto.

Ionizando ou dissociando na água, o composto libera um cátion (Y⁺) e um ânion (X^-). A água fornecerá o cátion hidrônio (H⁺) e o hidróxido (OH^-), porque ela sofre o processo de autoionização.

Equação de autoionização da água

Assim, na eletrólise aquosa, temos a presença de dois cátions e de dois ânions, sendo sempre um do composto iônico e o outro da água. Porém, quando a corrente elétrica chegar na solução, apenas um dos cátions e um dos ânions sofrem a descarga elétrica.

Para saber qual íon sofre descarga, devemos conhecer a ordem de descarga seletiva aplicada a eles, a qual estabelece:

• Com relação aos cátions:

Hidrônio sempre tem prioridade sobre cátions das famílias IA, IIA e IIIA, ou seja, ele sofre a descarga.

Quando o hidrônio sofre descarga e reduz, sempre se transforma na substância simples gás hidrogênio (H₂), conforme a equação abaixo:

Equação catódica com o hidrônio

• Com relação aos ânions:

Hidróxido sempre tem prioridade sobre ânions oxigenados e o fluoreto (F^-), ou seja, ele sofre a descarga.

Quando o hidróxido sofre descarga e oxida, sempre se transforma na substância simples gás hidrogênio (H₂) e na substância composta água, como na equação abaixo:

Equação anódica com o hidróxido

Aproveite para conferir nossa videoaula relacionada ao assunto: