Eletrólise ígnea do cloreto de sódio

A eletrólise ígnea é um processo em que se passa uma corrente elétrica proveniente de algum gerador de corrente contínua por um líquido iônico puro (material fundido com íons no meio sem a presença de água), originando reações químicas com transferência de elétrons (reações de oxirredução). Com a eletrólise ígnea é possível obter substâncias simples, como gases e metais que possuem grande interesse comercial.

Uma eletrólise ígnea importante é a do cloreto de sódio (NaCl) — o sal de cozinha — pois por meio dela podemos obter dois produtos químicos que não são encontrados de forma isolada na natureza. Esses produtos são o sódio metálico (Na_(s)) e o gás cloro (Cl_(g)).

Vejamos como ocorre a eletrólise ígnea do cloreto de sódio. Primeiro, o cloreto de sódio é fundido a uma temperatura de 800,4 ºC. Nessa fase líquida, ele possui os íons Na⁺ e Cl^- dissociados no meio:

NaCl_(s) →NaCl_(l)

NaCl_(l) → Na⁺_(l) + Cl^-_(l)

Esse sal fundido fica dentro de uma cuba eletrolítica, e a ele são conectados dois eletrodos ligados ao gerador. O eletrodo negativo é o cátodo e o eletrodo positivo é o ânodo. Quando o gerador é ligado, ocorrem as seguintes semirreações:

* Cátodo: os íons Na⁺ são atraídos para esse polo negativo. Cada íon desse recebe um elétron (sofre redução) e forma o sódio metálico:

Redução: Na⁺_(l) + e^- → Na_(s)

* Ânodo: os íons Cl^- são atraídos para o polo positivo. Cada íon desse doa um elétron (sofre oxidação) e forma o gás cloro:

Oxidação: 2Cl^-_(l) → 2 e^- + 1Cl_2(g)

Esquema de processo de eletrólise ígnea do cloreto de sódio (sal de cozinha)

A reação global da eletrólise ígnea do cloreto de sódio é dada por:

Cátodo: Na⁺_(l) + e^- → Na_(s)
Ânodo: 2Cl^-_(l) → 2 e^- + 1Cl_2(g)
Reação Global: Na⁺_(?) + 2Cl^-_(?) → Na_(s) + 1Cl₂(g)

Visto que o sódio metálico formado é menos denso que o cloreto de sódio, ele é coletado na parte de cima do eletrodo e encaminhado ao reservatório. Isso é feito na ausência de ar porque esse metal é bastante reativo. Já o cloro é um gás que borbulha no ânodo, sendo assim, ele é recolhido por meio de um tubo de vidro adaptado ao sistema.