Sobre os processos de eletrólise aplicados: Considere os processos de eletrólise de sal fundido e aquosa do cloreto de magnésio,
. 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,
, 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
está fundido, ele se decompõe nos íons
e
. Esses íons vão se mover em direção aos eletrodos: os cátions (
) para o cátodo (eletrodo negativo) e os ânions (
) para o ânodo (eletrodo positivo).
Passo 4
No cátodo, os íons
vão ganhar elétrons (redução) para se transformar em magnésio metálico:
No anodo, os íons
vão perder elétrons (oxidação) para formar gás cloro:
Passo 5
Agora, vamos considerar a eletrólise do
em solução aquosa. Aqui, além dos íons
e
, temos moléculas de água (
) 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
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:
Isso significa que hidrogênio gasoso será liberado no cátodo.
Passo 7
No anodo da solução aquosa, novamente temos duas opções: a oxidação dos íons
ou a oxidação da água para formar oxigênio. Comparando os potenciais, a oxidação dos íons
é mais fácil, então a reação no anodo será:
Assim, gás cloro será liberado no anodo.
Resposta
Produtos da eletrólise de
:
-
Em estado fundido:
- Cátodo: Magnésio metálico (
) - Anodo: Gás cloro (
)
- Cátodo: Magnésio metálico (
-
Em solução aquosa:
- Cátodo: Gás hidrogênio (
) - Anodo: Gás cloro (
)
- Cátodo: Gás hidrogênio (