Movimento dos íons na eletrólise dos ácidos, das bases e dos sais
Se na eletrólise de um sal, um ácido ou uma base não considerarmos ainda as reações secundárias, isto é, se considerarmos somente aquela fase inicial em que os íons estão se deslocando para os eletrodos, podemos dizer o seguinte.
3. Base
Uma base sempre se dissocia em um íon metálico e o radical básico hidroxila Vimos então, que na eletrólise há decomposição de algum ácido, alguma base ou algum sal, e depois, depósito de certas substâncias nos eletrodos. Calculemos as massas dessas substâncias depositadas nos eletrodos. Antes de uma substância se depositar em um eletrodo ela existe na solução sob a forma de íon. Depois de chegar ao eletrodo o íon cede ou retira elétrons, para se transformar no átomo da substância (neutro). Seja z a valência do íon do elemento considerado. A carga elétrica desse íon será ze, como vimos no tópico "Carga Eletrônica". Seja n o número desses íons que chegam ao eletrodo durante certo tempo t. Então, durante esse tempo, a carga elétrica que chega ao eletrodo é:
No eletrodo se formam tantos átomos quantos são os íons que chegam, isto é, no tempo t se formam n átomos. Sendo m a massa de um átomo, a massa do elemento depositada durante o tempo t é:
Sabemos que o átomo-grama de qualquer elemento possui um número de átomos igual ao número de Avogadro, que representaremos por N. Significa que:
ou, chamando A ao átomo-grama do elemento, temos:
Tiramos de
Tiramos de
Substituindo em
ou
Equivalente químico
Como a valência z é um número puro (não tem unidades), o equivalente químico é uma grandeza da mesma espécie que A, isto é, massa e, portanto, é avaliado em gramas.
O Faraday
O produto
Então:
Essa carga elétrica Portanto, um faraday é a carga elétrica igual a 96.522 coulombs.
As leis de Faraday
A fórmula
Essa é a fórmula que permite calcular a massa de um elemento depositado no anodo ou no cátodo. Ela resume as duas leis de Faraday.
1ª Lei - A massa de qualquer elemento depositado em um dos eletrodos por efeito da etrólise é diretamente proporcional à carga elétrica que passa pela solução
Se considerarmos que a carga elétrica é o produto da intensidade da corrente pelo tempo, isto é,
podemos escrever a fórmula
e a 1a lei pode ser enunciada também do seguinte modo:
2ª Lei - A massa de qualquer elemento depositado em um dos eletrodos por efeito da eletrólise é diretamente proporcional ao equivalente químico do elemento
Observação
Unidades
Na fórmula:
costuma-se avaliar F em coulombs. Então a carga elétrica Q deve também ser avaliada em coulombs e portanto, a corrente i, em ampères. A massa M deve ser avaliada na mesma unidade que a (em geral gramas).
Equivalente eletroquímico
Chama-se equivalente eletroquí-mico de um elemento ao quociente do seu equilivalente químico pelo faraday. Representaremos por E, isto é,
As fórmulas
e
A unidade de E é grama/coulomb. Na tabela seguinte damos o equivalente químico e o equivalente eletroquímico de alguns elementos.
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