Físico-Química(UFRGS) Eletroquímica

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Leandro
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(UFRGS) Eletroquímica

Mensagem não lida por Leandro »

A eletrólise de uma solução aquosa concentrada de cloreto de sódio é uma reação de grande importância. A partir de reagentes simples e baratos, essa reação permite a obtenção de cloro e hidrogênio gasosos, entre outros produtos.

Observe os potenciais-padrão da redução abaixo.

Cl_2(g) + 2e^- \rightleftharpoons 2 Cl^-(aq)\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\epsilon ^{o} = 1,36 V\\O_2(g) + 4 H^+(aq) + 4 e^- \rightleftharpoons 2 H_2O(l)\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\epsilon ^{o} = 1,23 V\\2H^+(aq) + 2 e^- \rightleftharpoons H_2(g) \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\epsilon ^{o} = 0,00 V\\2H_2O(l) + 2 e^- \rightleftharpoons H_2(g) + 2 OH^-(aq) \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\epsilon ^{o} = - 0,83\\Na^+(aq) + e^- \rightleftharpoons Na(s) \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\epsilon ^{o} = - 2,71 V

Assinale a afirmação correta sobre a célula eletrolítica envolvida nesse processo de eletrólise.

(A) O pH da solução aumenta à medida que a reação prossegue.
(B) O potencial que ela oferece é de 1,36V.
(C) A reação anódica é: 2H_2O(l) + 2 e^- \rightleftharpoons H_2(g) + 2 OH^-(aq)
(D) Ocorre deposição de sódio metálico no cátodo.
(E) Hidrogênio e cloro são liberados no mesmo eletrodo.

Gabarito:
Resposta

a
Gostaria de saber qual é a reação catódica e saber por que a reação anódica não é a segunda de cima pra baixo, invertida.

Última edição: Leandro (Ter 27 Nov, 2012 18:24). Total de 1 vez.



gabrielbpf
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Re: (UFRGS) Eletroquímica

Mensagem não lida por gabrielbpf »

Olá!

Vamos pensar um pouco sobre eletrólises aquosas: Nesse tipo de eletrólise devemos considerar não só os íons provenientes do soluto, mas também os da água, provenientes de sua ionização.

Estou achando estranho porque algumas das equações dadas não serão utilizadas, então posso estar resolvendo por um método não adequado à questão... Ainda assim, é possível obter a resposta!

Sabe-se, porém, que apenas um cátion e um ânion sofrem descargas nos eletrodos...

Pela ordem de prioridade:
H^+> \text{metais alcalinos}\therefore H^+>Na^+ \\ \\ H^+=OH^-<\text{anions nao oxigenados}=C\ell^-

Assim, as reações catódicas e anódicas, respectivamente são:

2H^++2e^- \Longrightarrow H_2 e 2C\ell^- \Longrightarrow C\ell_2+2e^-

A reação global pode ser obtida a partir de todas as reações que ocorrem:

2NaC\ell \Longrightarrow 2Na^++\cancel{2C\ell^-} \\ \\ 2H_2O \Longrightarrow \cancel{2H^+}+2OH^- \\ \\ \cancel{2H^+}+\cancel{2e^-} \Longrightarrow 2H_2 \\ \\ \cancel{2C\ell^-} \Longrightarrow C\ell_2+\cancel{2e^-} \\ \\ ------------- \\ \\ \text{Global:} \, \, \, 2NaC\ell_{(aq)}+2H_2O_{(\ell)} \Longrightarrow 2Na^+_{(aq)}+OH^-_{(aq)}+H_2_{(g)}+C\ell_2_{(g)}

Ou seja: Há a formação de ânions hidroxila e consumo de cátions hidrogênio, o que confere à solução um caráter básico (aumento de pH). Os elementos Hidrogênio e cloro são liberados no estado gasoso em dois eletrodos diferentes, portanto não há deposição de sódio metálico. A reação anódica foi demonstrada acima... Para calcular o potencial padrão da equação global basta somar os potenciais de cada equação parcial, mas não estou conseguindo porque não consegui fazer a questão com as reações dadas... Mas a ideia é essa mesmo. Espero que alguém aí consiga resolver de outro jeito, pra que eu também entendar melhor!

Abraços...

Última edição: gabrielbpf (Ter 27 Nov, 2012 19:16). Total de 1 vez.



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Leandro
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Re: (UFRGS) Eletroquímica

Mensagem não lida por Leandro »

Muito obrigado pela resposta, gabriel!

Não sei se tu chegou a ver alí, mas eu havia perguntado, no fim do post:

"Gostaria de saber ... por que a reação anódica não é a segunda de cima pra baixo, invertida."

Se tu fores conferir, vai ver que a água parece ter prioridade de descarga sobre o cloreto. Então, por que a água não é oxidada?




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