Efisica

Eletrólise

 

Dissolvamos em água algumas gotas de um ácido, por exemplo, ácido clorídrico. Introduzamos na solução dois eletrodos, ligados aos polos de um gerador G. Quando começa a passar corrente, observamos que na superfície dos eletrodos começam a desenvolver-se pequenas bolhas gasosas, que vão crescendo, e ao atingirem dimensões suficientes escapam pela superfície da solução. Emborcando sobre os eletrodos duas provetas, podemos recolher os gases, conforme indica a figura (fig. 200). Muito facilmente reconhecemos que o gás que se desprende no cátodo é hidrogênio; e o que se desprende no anodo é oxigênio. Além disso, constatamos que as quantidades desses gases são de dois volumes de hidrogênio para um volume de oxigênio. Essa é a mesma relação que esses gases guardam na composição da água. Concluímos então que a passagem da corrente elétrica pela solução produziu a decomposição da água em seus componentes.

Em geral se observa que, quando se faz passar corrente elétrica por um eletrólito, dão-se reações químicas, por efeito das quais se tem depósito de alguma substância no cátodo e de alguma outra substância no anodo. Esse fenômeno, pelo qual se dá reação química por causa da passagem de corrente pelo eletrólito, é chamado ELETRÓLISE (“eletrólise” significa “ruptura pela eletricidade”).



Figura 200

Os aparelhos nos quais se estuda a eletrólise, que são constituídos por uma cuba com os dois eletrodos, são chamados VOLTÂMETROS. A figura 201 é a fotografia de um voltâmetro com os eletrodos já soldados no fundo. Veêm-se também duas provetas para recolhimento dos gases.

fotografia de um voltâmetro

Figura 201

 

Reações secundárias

 

O fenômeno de eletrólise é complicado por causa de reações químicas secundárias que se podem dar entre a água e as substâncias que se depositam nos eletrodos por efeito da decomposição eletrolítica. Assim, se passarmos uma corrente elétrica por uma solução de cloreto de sódio, sabemos que há decomposição do cloreto de sódio em seus componentes: sódio, que vai depositar-se sobre o cátodo, e cloro, que vai depositar-se sobre o anodo. Mas, também neste caso, o que observamos é que no cátodo se desprende hidrogênio, e no anodo se desprende oxigênio, em vez de sódio e cloro respectivamente. A explicação é a seguinte:

O íon de sódio, que é positivo, ao chegar ao cátodo, que é negativo, retira um eletrodo do cátodo e se torna um átomo, neutro, de sódio (veja fig. 199) Esse sódio reage com a água segundo a equação:

o hidróxido de sódio fica dissolvido na água e o hidrogênio se desprende do cátodo, porque é junto ao cátodo que se dá essa reação.

O íon de cloro, que é negativo, ao chegar ao anodo, que é positivo, cede um elétron ao anodo e se torna um átomo, neutro, de cloro. Esse cloro reage com a água segundo a equação:

o ácido clorídrico fica dissolvido na água, e o oxigênio se desprende junto ao anodo.

Por sua vez, o ácido clorídrico reage com o hidróxido de sódio segundo a equação:

Essa última reação recompõe então o cloreto de sódio que tinha se decomposto.

São muito frequentes em eletrólise as reações secundárias entre a água e as substâncias que se depositam nos eletrodos. Em muitos casos essas reações secundárias tornam mais complexas as explicações dos fenômenos.

 

Exercícios

 

1o) Explique como deve se processar a eletrólise de uma solução de ácido sulfúrico em água, mostrando inclusive quais as substâncias que são recolhidas nos eletrodos.

2o) Suponha que seja feita eletrólise de sulfato de cobre dissolvido em água, num voltâmetro em que o anodo é de zinco e o cátodo de cobre. O que acontece com o zinco e com o cobre?

 

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