Sobre os processos de eletrólise aplicados: Considere os processos de eletrólise de sal fundido e aquosa do cloreto de magnésio, MgCl2. Em cada caso, quais substâncias sofrem oxidação e redução?

Passo 1

Vamos resumir o que está sendo pedido. A questão trata dos processos de eletrólise aplicados ao cloreto de magnésio (MgCl₂), tanto em estado fundido quanto em solução aquosa. O conteúdo envolvido aqui é química de redox (reoxidação e redução) durante a eletrólise. Para resolver, vamos precisar identificar quais espécies químicas estão passando por oxidação (perdendo elétrons) e redução (ganhando elétrons) em cada tipo de eletrólise.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é eletrólise. Eletrólise é um processo que usa corrente elétrica para induzir reações químicas que não ocorrem espontaneamente. Durante a eletrólise, temos dois eletrodos: o ânodo (onde ocorre a oxidação) e o cátodo (onde ocorre a redução).

Passo 3

Vamos começar com a eletrólise do cloreto de magnésio fundido (MgCl₂). Quando MgCl₂ está fundido, ele se decompõe em íons Mg²⁺ e Cl⁻.
  • No Ânodo (oxidação): Os íons Cl⁻ perdem elétrons para formar gás cloro (Cl₂).
    A reação de oxidação é:
    2Cl^- Cl2(g) + 2e^-
  • No Cátodo (redução): Os íons Mg²⁺ ganham elétrons para formar magnésio metálico (Mg).
    A reação de redução é:
    Mg^2+ + 2e^- Mg(s)

Passo 4

Agora, vamos analisar a eletrólise da solução aquosa de cloreto de magnésio (MgCl₂). Aqui, além dos íons Mg²⁺ e Cl⁻, temos moléculas de água (H₂O).
  • No Ânodo (oxidação): Tanto os íons Cl⁻ quanto as moléculas de água podem ser oxidadas. Precisamos comparar as potencialidades de cada reação.
    A reação de oxidação dos íons Cl⁻ é:
    2Cl^- Cl2(g) + 2e^-
    A reação de oxidação da água é:
    2H2O O2(g) + 4H^+ + 4e^-
    Geralmente, a oxidação dos íons Cl⁻ ocorre mais facilmente que a água, portanto, o Cl₂ é formado.
  • No Cátodo (redução): Tanto os íons Mg²⁺ quanto as moléculas de água podem ser reduzidos. No entanto, a água tem uma potencial de redução mais favorável.
    A reação de redução dos íons Mg²⁺ seria:
    Mg^2+ + 2e^- Mg(s)
    A reação de redução da água é:
    2H2O + 2e^- H2(g) + 2OH^-
    Nesse caso, a água é reduzida para formar gás hidrogênio (H₂) e íons hidróxido (OH⁻).

Passo 5

Resumindo:
  • Eletrólise do MgCl₂ fundido:
    • Oxidação no Ânodo: Cl⁻ → Cl₂(g)
    • Redução no Cátodo: Mg²⁺ → Mg(s)
  • Eletrólise da solução aquosa de MgCl₂:
    • Oxidação no Ânodo: Cl⁻ → Cl₂(g)
    • Redução no Cátodo: H₂O → H₂(g) + OH⁻

Resposta

Na eletrólise do cloreto de magnésio fundido, os íons cloreto (Cl⁻) sofrem oxidação formando gás cloro (Cl₂) no ânodo, e os íons magnésio (Mg²⁺) sofrem redução formando magnésio metálico (Mg) no cátodo. Já na eletrólise da solução aquosa de MgCl₂, os íons cloreto (Cl⁻) também sofrem oxidação formando gás cloro (Cl₂) no ânodo, mas no cátodo, as moléculas de água são reduzidas, formando gás hidrogênio (H₂) e íons hidróxido (OH⁻).

Exercícios relacionados