Eletrólise da água e do ácido clorídrico
A descoberta que a passagem de corrente elétrica atravéz da água poderia quebrá-la
foi realizada logo depois da descoberta da própria eletricidade.
Isso antecede os trabalhos de Michael Faraday nessa área,
mas foi ele quem introduziu a maioria dos termos que ainda usamos hoje.
A eletrólise foi nomeada por Faraday.
Embora não seja a tradução exata, isso significa usar eletricidade para dividir algo.
Vamos lembrar do equipamento que usamos na eletrólise.
A maioria deles nomeados por Faraday.
A célula possui um ânodo positivo
e o cátodo negativo
os eletrodos conectados à célula possuem o mesmo nome e carga
O líquido a ser eletrolisado é o eletrólito.
A água pura é uma pobre condutora de eletricidade
já que íons livres, espécies carregadas,
são necessários para conduzir a corrente na solução
A água, lembre-se, é uma substância covalente
e dificilmente se ioniza à temperatura ambiente.
Então a concentração de íons formados é extremamente baixa.
A água pura age como um isolante à voltagens seguras.
Se, entretanto, adicionarmos ácido sulfúrico na água
isso aumenta muito a capacidade da água sofrer eletrólise
sem alterar os produtos obtidos.
Se usarmos a eletrólise, veremos bolhas sendo formadas em ambos os eletrodos.
A maioria em trono do cátodo.
Se usarmos um voltâmetro de Hofmann
podemos coletar os gases produzidos por cada eletrodo.
Os gases são produzidos em uma razão de 2:1,
embora a solubilidade inicial do oxigênio na água às vezes mascare isso.
Testar cada gás é a maneira comum que confirmareamos suas indentidades.
Vamos olhar de perto o que acontece.
Os íons presentem na água serão
o íon hidrogênio
e o íon hidróxido.
Esses íons serão atraídos pelos eletrodos com carga oposta
Para usar as próprias palavras de Faraday
Eu proponhos distinguir essas espécies
chamando de ânions quem vai para o ânodo
e aqueles que passam pelo cátodo de cátions.
No ânodo veremos oxgiênio (O2) se formando.
É uma perda de elétrons que vão para o ânodo
sendo então uma reação de oxidação.
No cátodo vemos o hidrogênio (H2) sendo produzido.
Os elétrons ganhos são fornecidos pelo cátodo
Essa é uma reação de redução.
Combinando ambas as equações
que estão ocorrendo simultaneamente
teremos a reação redox.
Observe que o balanceamento da equação fornece a razão 2:1 dos gases
Lembre-se, oxidação é perder e redução é ganhar elétrons.
Se a água é acidificada com ácido clorídrico
a reação é alterada devido a presença de íons cloreto, Cl negativo (Cl-)
Nesse caso são os íons cloreto que são oxidados
em vez dos íons hidróxido.
Então o gás cloro (Cl2), e não oxigênio (O2), é produzido no ânodo.
As reações combinadas são novamente uma redox,
com os gases sendo formados em mesma quantidade.
Como o cloro é muito mais solúvel em água que o hidrogênio,
levará um tempo para que a água fique saturada o suficiente
para permitir que uma quantidade apreciável de gás seja vista.
Então quando estiver trabalhando no laboratório lembre-se: cloro é tóxico
então seja precavido.
