A prova do Enem é cheia de pegadinhas, mas naquelas páginas existem apenas os conteúdos que você já viu no seu ensino médio. Entre eles, na parte de Física e Química, um resumo sobre eletrólise.
Sim, a eletrólise cai no Enem e você precisa estudar o assunto agora mesmo. Mas não se preocupe! A gente, aqui do Descomplica, vai te dar aquela força nos estudos. Vem com a gente!
O que é eletrólise?
Eletrólise é um ramo estudado pela Eletroquímica. É a reação química de oxirredução provocada pela passagem da corrente elétrica.
É um processo diferente do que ocorre com pilhas, pois não é espontâneo. Nele, a energia elétrica é convertida em energia química.
A eletrólise é bastante usada na indústria. Afinal, é por meio dela que o isolamento de algumas substâncias fundamentais pra processos de produção, como o alumínio, sódio e cloro, por exemplo, acontece.
Também é um processo que purifica e protege, através de revestimento, vários metais. Existem dois tipos de eletrólise: a Ígnea e a Aquosa.
Eletrólise ígnea
É um dos dois tipos de eletrólise e seu significado vem do latim igneu, cujo a tradução é “ardente”. Assim, é a separação de elementos químicos de um composto, feita com o eletrólito fundido e sem ocorrência da solução.
Nesse processo, a substância no estado fundido, ou seja, líquida, é submetida a uma corrente elétrica, cujo resultado são duas novas substâncias: uma no polo negativo chamado cátodo e outra no polo positivo, chamado ânodo.
Esse tipo de eletrólise é muito usado pela indústria pra preparar, anualmente, milhões de toneladas de metais que não existem de forma isolada na natureza. Esses metais servem como matéria-prima pra:
- fabricação de alimentos;
- produtos têxteis;
- medicamentos;
- derivados de petróleo.
O alumínio metálico, por exemplo, é produzido por eletrólise ígnea. Pra isso, é utilizado alumina pura (óxido de alumínio Al₂O₃) num banho de criolita (Na₃AIF₆) fundida na produção do metal.
Outros exemplos em que a eletrólise ígnea é aplicada é na produção de gás cloro (Cl₂), sódio metálico (Na) e cálcio metálico (Ca).
Eletrólise aquosa
É um processo em que se passa corrente elétrica através de uma solução aquosa. Nela, existem íons que produzem reações, gerando energia química. E são nessas reações de autoionização da água que são produzidos íon H+ e íon OH-.
A formação de íons livres ocorre quando o composto iônico é dissolvido na água, os quais irão produzir a corrente elétrica.
Diferentemente da eletrólise ígnea, a eletrólise aquosa não precisa de altas temperaturas e nem de compartimentos extremamente refinados de isolamento entre os seus produtos, porque materiais separados em geral não interagem agressivamente.
Assim como a eletrólise ígnea, a eletrólise aquosa também é usada na indústria. Como, por exemplo:
- eletrólise da salmoura (solução aquosa de cloreto de sódio) que produz hidróxido de sódio;
- transformação de cloro gasoso em cloro líquido.
É através da eletrólise aquosa que é feita a técnica chamada galvanoplastia, que consiste em cobrir uma determinada peça metálica com outro metal. Alguns exemplos são:
- medalhas de ouro de eventos esportivos que, geralmente, são medalhas de pratas revestidas de ouro;
- anéis de alumínio banhados em prata ou ouro;
- cromagem de um para-choque de ferro de um carro.
Exemplos de questões de eletrólise do Enem
Esse assunto, como dissemos, já caiu e continua caindo ano após ano no exame. Então não tem jeito melhor de compreender do que praticar, certo?
- A eletrólise é muito empregada na indústria com o objetivo de reaproveitar parte dos metais sucateados. O cobre, por exemplo, é um dos metais com maior rendimento no processo de eletrólise, com uma recuperação de aproximadamente 99,9%.
Por ser um metal de alto valor comercial e de múltiplas aplicações, sua recuperação torna-se viável economicamente.
Suponha que, em um processo de recuperação de cobre puro, tenha-se eletrolisado uma solução de sulfato de cobre (CuSO₄) durante 3 horas, empregando-se uma corrente elétrica de intensidade igual a 10A. A massa de cobre puro recuperada é de aproximadamente:
Dados: Constante de Faraday F = 96 500 C/mol; Massa molar em g/mol: Cu = 63,5.
- a) 0,02g b) 0,04g c) 2,40g d) 35,5g e) 71,0g
- O alumínio é um metal bastante versátil, pois, a partir dele, podem-se confeccionar materiais amplamente utilizados pela sociedade. A obtenção do alumínio ocorre a partir da bauxita, que é purificada e dissolvida em criolita fundida (Na₃AIF₆) e eletrolisada a cerca de 1.000 °C. Há liberação do gás dióxido de carbono (CO₂), formado a partir da reação de um dos produtos da eletrólise com o material presente nos eletrodos. O ânodo é formado por barras de grafita submetidas na mistura fundida. O cátodo é uma caixa de ferro coberta de grafita. A reação global do processo é:
2 A?₂O₃(?)+3C(s) → 4 A?(?)+3 CO₂(g)
Na etapa de obtenção do alumínio líquido, as reações que ocorrem no cátodo e ânodo são:
- cátodo: Al³⁺ + 3 e− → Al
ânodo {2 O²⁻ → O₂ + 4 e−
{C + O₂ → CO₂
- cátodo {2 O²⁻ → O₂ + 4 e−
{C + O₂ → CO₂
ânodo: Al³⁺ + 3 e− → Al
- cátodo {Al³ + 3 e− → Al
{2 O²⁻ → O₂ + 4 e−
ânodo: C + O₂ → CO₂
- cátodo {Al³ + 3 e− → Al
{C + O₂ → CO₂
ânodo: 2 O²⁻ → O₂ + 4 e−
- cátodo: 2 O²⁻ → O₂ + 4 e−
ânodo {Al³+3 e− → Al
{C + O₂ → CO₂
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