Sobre os processos de eletrólise aplicados: Considere os processos de eletrólise de sal fundido e aquosa do cloreto de magnésio, MgCl2. Determine os produtos do processo eletrólise em cada caso.

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos que analisar os produtos gerados quando fazemos eletrólise do cloreto de magnésio, MgCl2, tanto em estado fundido quanto em solução aquosa. Para resolver isso, vamos precisar entender como a eletrólise funciona, identificar quais íons estão presentes em cada situação e saber quais reações vão ocorrer nos eletrodos.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre eletrólise. Eletrólise é um processo que usa eletricidade para causar uma reação química que não ocorreria sozinha. Nesse caso, estamos lidando com o cloreto de magnésio, que pode estar fundido (derretido) ou dissolvido em água (aqueoso).

Passo 3

Vamos começar com a eletrólise do cloreto de magnésio fundido. Quando o MgCl2 está fundido, ele se decompõe nos íons Mg^2+ e Cl^-. Esses íons vão se mover em direção aos eletrodos: os cátions ( Mg^2+) para o cátodo (eletrodo negativo) e os ânions ( Cl^-) para o ânodo (eletrodo positivo).

Passo 4

No cátodo, os íons Mg^2+ vão ganhar elétrons (redução) para se transformar em magnésio metálico:
Mg^2+ + 2e^- Mg(s)
No anodo, os íons Cl^- vão perder elétrons (oxidação) para formar gás cloro:
2Cl^- Cl2(g) + 2e^-

Passo 5

Agora, vamos considerar a eletrólise do MgCl2 em solução aquosa. Aqui, além dos íons Mg^2+ e Cl^-, temos moléculas de água ( H2O) presentes na solução. Isso significa que as reações de água também podem ocorrer nos eletrodos.

Passo 6

No cátodo da solução aquosa, podemos ter duas reações possíveis: a redução dos íons Mg^2+ ou a redução da água para formar hidrogênio gasoso. Para decidir qual reação ocorre, comparamos os potenciais de redução. A redução da água é mais favorável, então a reação no cátodo será:
2H2O + 2e^- H2(g) + 2OH^-
Isso significa que hidrogênio gasoso será liberado no cátodo.

Passo 7

No anodo da solução aquosa, novamente temos duas opções: a oxidação dos íons Cl^- ou a oxidação da água para formar oxigênio. Comparando os potenciais, a oxidação dos íons Cl^- é mais fácil, então a reação no anodo será:
2Cl^- Cl2(g) + 2e^-
Assim, gás cloro será liberado no anodo.

Resposta

Produtos da eletrólise de MgCl2:
  • Em estado fundido:
    • Cátodo: Magnésio metálico ( Mg(s))
    • Anodo: Gás cloro ( Cl2(g))
  • Em solução aquosa:
    • Cátodo: Gás hidrogênio ( H2(g))
    • Anodo: Gás cloro ( Cl2(g))

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