O magnésio metálico (Mg) pode ser obtido por “eletrólise ígnea” do MgCl2 fundido. Nesse processo, a semi-reação que ocorre no cátodo é:
a) Mg2+ + 1e- → Mg
b) MgCl2 → Mg2+ + 2Cl-
c) 2Cl-(l) + 1e- → Cl2(g).
d) Mg2+ (l) + 2e- → Mg (l)
e) 2Cl-(l) + 2e- → Cl2(g).

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente precisa descobrir qual é a semi-reação que acontece no cátodo durante a eletrólise ígnea do cloreto de magnésio fundido (MgCl₂). Isso está relacionado ao conteúdo de eletrólise, especificamente às reações de redução e oxidação que ocorrem nos eletrodos. Para resolver, vamos precisar saber o que acontece no cátodo e identificar a reação correta entre as opções fornecidas.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que na eletrólise, temos dois eletrodos: o cátodo e o ânodo. No cátodo, ocorre a redução, ou seja, ganho de elétrons. No ânodo, ocorre a oxidação, que é a perda de elétrons. Nosso foco aqui é o cátodo, então vamos pensar nas espécies que podem sofrer redução.

Passo 3

No MgCl₂ fundido, temos íons de magnésio (Mg²⁺) e íons de cloreto (Cl⁻). No cátodo, queremos que um desses íons ganhe elétrons para se transformar na forma metálica. Vamos analisar as opções:
a) Mg²⁺ + 1e⁻ → Mg
b) MgCl₂ → Mg²⁺ + 2Cl⁻
c) 2Cl⁻(l) + 1e⁻ → Cl₂(g)
d) Mg²⁺(l) + 2e⁻ → Mg(l)
e) 2Cl⁻(l) + 2e⁻ → Cl₂(g)

Passo 4

Vamos avaliar qual dessas reações representa uma redução no cátodo. A reação de redução do Mg²⁺ deve envolver o ganho de elétrons para formar Mg metálico. Observando as opções:
  • A opção a) mostra Mg²⁺ ganhando apenas 1 elétron, mas para reduzir Mg²⁺ totalmente a Mg metálico, são necessários 2 elétrons.
  • A opção d) mostra Mg²⁺ ganhando 2 elétrons, o que está correto para a redução completa do íon magnésio.

Passo 5

As outras opções, como b), c) e e), ou não representam uma redução no cátodo ou não estão balanceadas corretamente em termos de elétrons transferidos para a formação de Mg metálico no cátodo.

Resposta

A resposta correta é a opção d) Mg²⁺(l) + 2e⁻ → Mg(l).

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