A Eletrólise é um processo no qual há decomposição de uma substância por meio de corrente elétrica. A eletrólise do cloreto de sódio fundido é denominada eletrólise ígnea, pois não existe água no sistema. Dois eletrodos inertes (ex. grafite) são imersos no sal fundido e ligados a uma fonte de alimentação. Sabendo-se que a reação global do processo é
, responda:
a) Dê as semi-reações que ocorrem em cada eletrodo, indicando o nome e a carga de cada um.
b) Considerando o que foi feito no laboratório através da eletrólise da água, indique como poderia ser calculada a constante de Avogadro através da eletrólise ígnea do NaCl e quais dificuldades estariam envolvidas nesse experimento.
a) Dê as semi-reações que ocorrem em cada eletrodo, indicando o nome e a carga de cada um.
b) Considerando o que foi feito no laboratório através da eletrólise da água, indique como poderia ser calculada a constante de Avogadro através da eletrólise ígnea do NaCl e quais dificuldades estariam envolvidas nesse experimento.
Passo 1
Vamos dar uma olhada no enunciado! A questão fala sobre eletrólise, que é quando a gente decompõe uma substância usando corrente elétrica. Especificamente, estamos trabalhando com a eletrólise ígnea do cloreto de sódio (
) fundido. Para resolver, vamos precisar entender as reações que acontecem nos eletrodos durante a eletrólise.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que na eletrólise, temos dois eletrodos: o ânodo (onde ocorre oxidação) e o cátodo (onde ocorre redução). Como estamos lidando com
fundido, precisamos identificar quais íons estão disponíveis para reagirem nesses eletrodos.
Passo 3
No cloreto de sódio fundido, os íons presentes são
e
. No cátodo, os íons
vão ganhar elétrons (redução) para formar sódio metálico. No ânodo, os íons
vão perder elétrons (oxidação) para formar gás cloro (
).
Passo 4
Vamos então escrever as semi-reações para cada eletrodo:
Cátodo (Redução):
Aqui, o íon sódio (
) ganha um elétron (
) para formar sódio metálico (
).
Ânodo (Oxidação):
Neste caso, dois íons cloreto (
) perdem dois elétrons (
) para formar gás cloro (
).
Passo 5
Agora, identificando o nome e a carga de cada espécie envolvida:
-
Cátodo:
- Espécie: Sódio metálico (
) - Carga: Neutra (
)
- Espécie: Sódio metálico (
-
Ânodo:
- Espécie: Cloro gasoso (
) - Carga: Neutra (
)
- Espécie: Cloro gasoso (
Passo 6
Pronto! Agora vamos resumir as semi-reações de cada eletrodo com os nomes e cargas indicados.
Resposta
a) Semi-reações nos eletrodos:
-
Cátodo (Redução):
- Espécie: Sódio metálico (
) - Carga: Neutra (
)
- Espécie: Sódio metálico (
-
Ânodo (Oxidação):
- Espécie: Cloro gasoso (
) - Carga: Neutra (
)
- Espécie: Cloro gasoso (
Exercícios relacionados
a) Explique por que a solução final apresentou coloração rósea.
b) Qual será o efeito da adição de ácido clorí́drico concentrado ao sistema no que se refere à coloração da solução final.
c) Qual será o efeito da adição de hidróxido de sódio concentrado ao sistema no que se refere à coloração da solução final.
b) Qual será o efeito da adição de ácido clorí́drico concentrado ao sistema no que se refere à coloração da solução final.
c) Qual será o efeito da adição de hidróxido de sódio concentrado ao sistema no que se refere à coloração da solução final.
Tubo de <br> ensaio | Reagentes adicionados | Resultados observados |
---|---|---|
1 | Prego
|
Formação de gás, formação de <br> precipitado escuro, formação de <br> coloração verde e consumo total do <br> prego |
2 | Prego
|
Pouca alteração na superfície do <br> prego após uma semana. |
a) Que gás formou-se na reação do tubo 1?
b) No processo de corrosão do prego, o ferro sofre oxidação ou redução? Justifique e apresente a semi-reação correspondente.
c) Por que o prego não sofreu corrosão em contato com o concentrado?
d) O que ocorreria se fosse promovida uma adição cuidadosa de água ao sistema do frasco 2?
b) No processo de corrosão do prego, o ferro sofre oxidação ou redução? Justifique e apresente a semi-reação correspondente.
c) Por que o prego não sofreu corrosão em contato com o
d) O que ocorreria se fosse promovida uma adição cuidadosa de água ao sistema do frasco 2?
Explique por que uma solução eletrolítica é capaz de conduzir eletricidade.
Os dados na tabela ao lado foram coletados durante um experimento de titulação calorimétrica de 20 mL de uma solução aquosa de NaOH de concentração desconhecida com uma solução aquosa padronizada
de HCl .
a) Construa um gráfico de Temperatura Volume de HCl adicionado.
b) Qual foi o volume da solução aquosa de HCl gasto para neutralizar os 20 mL da solução aquosa de NaOH ?
Tabela 1. Medida da temperatura volume de HCl adicionado.
a) Construa um gráfico de Temperatura
b) Qual foi o volume da solução aquosa de HCl gasto para neutralizar os 20 mL da solução aquosa de NaOH ?
Tabela 1. Medida da temperatura
Volume de
|
|
---|---|
0 | 24,5 |
8 | 25 |
10 | 26 |
12 | 26,5 |
14 | 27 |
16 | 27,5 |
18 | 28 |
20 | 27,5 |
22 | 26,5 |
c) Calcule a concentração da solução aquosa de NaOH em mol L-1.
d) De acordo com o perfil da curva de Temperatura X Volume de HCl adicionado, o que você pode dizer sobre a reação ocorrida em termos de calor envolvido no processo?
Explique.
d) De acordo com o perfil da curva de Temperatura X Volume de HCl adicionado, o que você pode dizer sobre a reação ocorrida em termos de calor envolvido no processo?
Explique.