A eletrólise é pouco conhecida, principalmente por não ser aplicada por todos no dia a dia, mas é largamente utilizada na indústria, com destaque para a metalúrgica e a química, em seus processos de produção.
Mas, o que é a eletrólise e como ela ocorre? A seguir, esclarecemos essas dúvidas e apresentamos outros detalhes relevantes sobre o tema. Confira e aumente seu conhecimento, aqui no Gestão educacional!
O que é eletrólise
Eletrólise é uma reação não espontânea que possui como finalidade converter energia elétrica em energia química. Para que esse processo ocorra, a presença de íons livres é obrigatória.
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Como a eletrólise ocorre
Dois elementos são fundamentais para que a eletrólise aconteça: a presença de íons livres, como já citado anteriormente, e um gerador de energia elétrica, podendo ser desde algo de grande porte (uma bateria) ou pequeno porte (uma pilha).
O processo de eletrólise é realizado dentro de uma célula eletrolítica, com um ânodo e um cátodo. O gerador fornecerá elétrons para o cátodo e roubará elétrons do ânodo, de modo a montar um circuito e gerar duas reações: redução e oxidação.
Todo esse processo consegue isolar substâncias químicas de produtos, por exemplo, o alumínio e o hidróxido de sódio, bem como purificar metais, aumentando a durabilidade. Justamente por isso, a eletrólise é tão utilizada na indústria.
Tipos de eletrólise
Existem dois tipos de eletrólise, que são estabelecidos de acordo com o veículo utilizado para garantir íons no processo e assegurar que as reações de redução e oxidação realmente ocorra.
Eletrólise ígnea
Trata-se da eletrólise que ocorre a partir do eletrólito fundido, isto é, um veículo que passou pelo processo de fusão. Um dos exemplos mais comuns é o cloreto de sódio, representado pela sigla NaCl.
Quando o NaCl é aquecido a uma temperatura de 808 graus Celsius, ele é fundido e seus íons (Na+ e Cl–) adquirem maior facilidade de movimentação, porque o veículo está em estado líquido. Assim, garante-se a realização do processo de eletrólise.
Eletrólise aquosa
A eletrólise aquosa consiste na diluição de um solvente ionizante na água. Nesse ponto, a única diferença é que os elementos da água também são ionizados, tendo a seguinte dissociação: H2O – H+ + OH–.
Essa ionização da água não altera o resultado da eletrólise. O que ocorre é que somente alguns íons participarão do processo e outros ficarão como espectadores.
Curiosamente, essa é uma característica comum de eletrólises aquosas, ou seja, somente parte dos íons participam do processo. E como saber quais participarão? Simples, isso é estabelecido por uma ordem de facilidade de descarga:
Para cátions
- Metais alcalinos, metais alcalinos-terrosos e alumínio: possuem menor facilidade de descarga, sempre;
- Hidrogênio: tem média facilidade de descarga;
- Demais cátions: todos, excluindo os anteriores, possuem maior facilidade de descarga.
Portanto, considerando uma eletrólise aquosa com NaCl, teremos os cátions Na+ e H+. O Na+ é um metal alcalino-terroso e, de acordo com a ordem supracitada, é o que possui menor facilidade de descarga. Portanto, ele ficará de espectador da eletrólise e cederá lugar para o H+.
Para ânions
- Ânions oxigenados fluoretos: sempre têm menor facilidade de descarga;
- Ânion OH: possui média facilidade de descarga;
- Ânions não oxigenados e hidrogênio-sulfato: todos, excluindo os anteriores, têm maior facilidade de descarga.
Ainda tomando como exemplo uma eletrólise aquosa com NaCl, tem-se os ânions OH– e Cl–, sendo esse último classificado como um ânion não oxigenado, apresentando maior facilidade de descarga. Portanto, ele assume o papel de principal e deixa o OH– como espectador.
Leis da eletrólise
Existem duas leis da eletrólise e ambas foram criadas pelo químico e físico inglês Michael Faraday, no ano de 1834. A primeira lei determina que a massa de um elemento do processo de eletrólise é diretamente proporcional à quantidade de energia que passa pela célula eletrolítica.
Para facilitar, essa primeira lei foi transformada em uma equação que permite calcular os valores. Trata-se da seguinte fórmula: Q (carga elétrica) = i (intensidade da corrente elétrica em ampere) x t (tempo de passagem da corrente elétrica em segundos).
Já a segunda lei dita que massas inseridas durante a eletrólise pela mesma quantidade de eletricidade são diretamente proporcionais aos seus equivalentes químicos.
Há, ainda, uma equação para cálculo da segunda lei: M (massa das substâncias) = K (constante de proporcionalidade) x E (equivalente grama da substância).
