Eletrólise Aquosa
Eletrólise Aquosa – Eletroquímica
A eletrólise aquosa é um processo da eletroquímica em que ocorre a decomposição de uma substância iônica em solução aquosa por meio da passagem de corrente elétrica. É uma reação não espontânea, ou seja, precisa de energia elétrica para acontecer. Esse tema é muito cobrado no ENEM, especialmente em questões que envolvem o funcionamento de pilhas, baterias e processos industriais.
O que é eletrólise?
A eletrólise é a reação química provocada pela passagem de corrente elétrica por um líquido que conduz eletricidade, chamado de eletrólito. No caso da eletrólise aquosa, esse eletrólito está dissolvido em água, o que faz com que a água também participe das reações.
Durante a eletrólise, ocorrem duas reações importantes:
- Oxidação: perda de elétrons no ânodo (polo positivo).
- Redução: ganho de elétrons no cátodo (polo negativo).
Componentes da eletrólise
Em uma eletrólise, temos:
- Fonte de corrente contínua: fornece a energia elétrica para a reação.
- Ânodo: eletrodo onde ocorre a oxidação.
- Cátodo: eletrodo onde ocorre a redução.
- Eletrólito: solução contendo íons livres, geralmente um sal, ácido ou base em água.
A água também se ioniza levemente:
H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻
Prioridade nas descargas (descargas eletrolíticas)
Na eletrólise aquosa, podem ocorrer reações tanto com os íons do sal quanto com os íons da água. Para saber qual íon será descarregado (reduzido ou oxidado), é necessário conhecer a prioridade das espécies que estão presentes:
Redução (cátodo):
Competem pela redução:
- Cátions metálicos: como Na⁺, K⁺, Ca²⁺, etc.
- Íon H⁺ (da água): pode ser reduzido a gás hidrogênio.
Quando o cátion metálico é de um metal muito reativo (como os alcalinos ou alcalino-terrosos), quem sofre redução é o H⁺, produzindo gás hidrogênio (H₂):
2H⁺ + 2e⁻ → H₂ (g)
Oxidação (ânodo):
Competem pela oxidação:
- Ânions como Cl⁻, Br⁻, I⁻
- OH⁻ (da água)
Se estiver presente um ânion de ácido forte e volátil (como Cl⁻), ele será oxidado. Caso contrário, o OH⁻ será oxidado, liberando gás oxigênio (O₂):
4OH⁻ → O₂ (g) + 2H₂O + 4e⁻
Exemplo 1: Eletrólise do NaCl (sal de cozinha) em solução aquosa
Solução: NaCl (aq)
Íons presentes: Na⁺, Cl⁻, H⁺, OH⁻
- Redução (cátodo): Na⁺ × H⁺ → H⁺ é reduzido → forma H₂ (gás hidrogênio)
- Oxidação (ânodo): Cl⁻ × OH⁻ → Cl⁻ é oxidado → forma Cl₂ (gás cloro)
Produtos: gás hidrogênio (H₂), gás cloro (Cl₂) e solução básica (NaOH).
Exemplo 2: Eletrólise do CuSO₄ (sulfato de cobre II) em água
Solução: CuSO₄ (aq)
Íons presentes: Cu²⁺, SO₄²⁻, H⁺, OH⁻
- Redução (cátodo): Cu²⁺ × H⁺ → Cu²⁺ é reduzido → deposita cobre metálico (Cu)
- Oxidação (ânodo): SO₄²⁻ × OH⁻ → OH⁻ é oxidado → forma gás oxigênio (O₂)
Produtos: cobre metálico (Cu), gás oxigênio (O₂) e solução ácida (H₂SO₄).
Importância e aplicações
A eletrólise aquosa é usada em diversas áreas do cotidiano e da indústria:
- Produção de gases: como o hidrogênio e o oxigênio pela eletrólise da água.
- Produção de hidróxidos: como o NaOH.
- Galvanoplastia: revestimento de metais com outros metais, como banho de prata e cromo.
- Purificação de metais: como o cobre na indústria eletrometalúrgica.
Diferenciando eletrólise ígnea e aquosa
É importante saber a diferença entre os dois tipos de eletrólise:
- Eletrólise ígnea: ocorre com o composto fundido (sem água); não há íons da água participando.
- Eletrólise aquosa: ocorre com o composto dissolvido em água; há participação dos íons da água nas reações.
Resumo das principais reações
- No cátodo: redução (ganho de elétrons) → formação de gás hidrogênio ou metal.
- No ânodo: oxidação (perda de elétrons) → formação de gás cloro, oxigênio ou outros gases.
Conclusão
A eletrólise aquosa é um conteúdo essencial da eletroquímica, com grande aplicação prática e relevância no ENEM. Entender os princípios de oxidação e redução, saber identificar os íons presentes e prever os produtos da eletrólise ajuda o estudante a resolver questões com segurança e interpretar fenômenos do cotidiano relacionados à química.
