Uma solução aquosa de é eletrolisada usando-se eletrodos inertes. Uma corrente de 1,00 A passa através da solução durante 1 dia. Quantos gramas de cada produto gasoso são formados?
Passo 1
Primeiro precisamos identificar quais produtos serão formados.
Numa solução de , temos os íons do sal e os íons da água “concorrendo”.
No cátodo, os cátions e concorrem pela redução.
No ânodo, os ânions e concorrem pela oxidação.
Pelo esquema:
O tem prioridade maior que os metais alcalinos (como o sódio, ).
Já o tem prioridade maior que os ânions oxigenados, como o .
Portanto, só os íons da água vão sofrer eletrólise.
No cátodo o vai ser reduzido a e no ânodo o vai ser oxidado a . Estes são os produtos REDOX da água.
Passo 2
Agora vamos pras contas.
A corrente aplicada é de 1,00 A.
E essa corrente é aplicada durante 24 horas.
Portanto, a carga aplicada é igual a:
Como:
O número de elétrons transportados será igual a:
Passo 3
No cátodo:
Ou seja, pra cada mol de elétrons, meio mol de é formado no cátodo.
Como temos 0,895 mol de elétrons, o número de mols de será:
Portanto, a massa de gás hidrogênio produzida pode ser calculada por:
Então, no cátodo, 0,902 gramas de serão formados.
Passo 4
No ânodo:
Ou seja, pra formar 1 mol de gás oxigênio, 4 mols de elétrons precisam ser transportados.
Como temos 0,895 mol de elétrons, o número de mols de será:
Portanto, a massa de gás oxigênio produzida pode ser calculada por:
Então, 7,17 gramas de serão formados no ânodo.
Passo 5
Observação: Se alguém realmente quer produzir gás hidrogênio e gás oxigênio por eletrólise, pra que adicionar no meio?
Bem, a água pura é um eletrólito beeem ruim. Ela não conduz muita eletricidade (uma vez que a concentração de íons nela é bem baixa ).
Por isso, a adição de um sal que não atrapalhe a eletrólise, pode ser favorável. Pois aumenta a concentração iônica do meio e, assim, a condução de eletricidade.
Resposta
0,902 gramas de e 7,17 gramas de .