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terça-feira, 26 de agosto de 2014

ELETRÓLISE (ENEM)

A eletrólise é um processo que tem ampla aplicação industrial e, portanto, os seus aspectos quantitativos são de extrema importância para as fábricas. Por exemplo, eles precisam saber qual é a quantidade de reagente que se deve utilizar, por quanto tempo se deve realizar o processo e quanto do produto desejado vão obter.
A eletrólise é um método usado para obter reações de óxido-redução, pode ser feita de dois modos: em soluções eletrolíticas ou utilizando corrente elétrica contínua. 
Em ambos os casos, trata-se de uma transformação artificial, isto é, provocada por um transformador. Esses processos se baseiam na passagem de uma corrente elétrica através de um sistema líquido que tenha íons presentes, gerando assim reações químicas.
Uma definição mais precisa diria que:
Eletrólise é todo processo químico não espontâneo provocado por corrente elétrica.
Gerador enviando corrente elétrica
Por meio da eletrólise ígnea do cloreto de sódio (sal de cozinha), as indústrias produzem o gás cloro, assim, elas precisam saber qual o volume de gás cloro que vão conseguir obter.
Além disso, várias peças metálicas passam por eletrólise em meio aquoso a fim de serem revestidas por outro metal, como ocorre no caso de semijoias e bijuterias douradas ou prateadas. A qualidade da cor do objeto que foi revestido e a eficiência da proteção contra a sua corrosão dependem, entre outros aspectos, do tempo da eletrólise e da intensidade de corrente elétrica usada.
Assim, o físico e químico inglês Michael Faraday (1791-1867) passou a estudar esses aspectos quantitativos que envolvem a eletrólise e depois de vários experimentos, ele descobriu algumas leis nesse caso.
Michael Faraday (1791-1867)
Michael Faraday (1791-1867)
Uma delas mostrou que a quantidade de massa de um metal que se deposita sobre o eletrodo é diretamente proporcional à quantidade de carga elétrica (Q) que atravessa o circuito.
A carga elétrica (Q) é dada pela seguinte fórmula:
Fórmula da quantidade de carga que atravessa um circuito
Em que:
i = intensidade da corrente elétrica (unidade: ampère – A)
t = tempo (unidade: segundos – s)

Assim, a unidade da carga seria A . s, que é igual à unidade coulomb (C).
Relação entre unidades
No ano de 1909, o físico Robert Andrews Millikan (1868-1953) determinou que a carga elétrica de 1 elétron é igual a 1,602189 . 10-19 C.
Robert Andrews Millikan (1868-1953)
Robert Andrews Millikan (1868-1953)
A constante de Avogadro diz que em 1 mol de elétrons há 6,02214 . 1023 elétrons. Assim, a quantidade de carga transportada pela passagem de 1 mol de elétrons é igual ao produto da carga elétrica de cada elétron pela quantidade de elétrons que temos em 1 mol, ou seja:
1,602189 . 10-19 C . 6,02214 . 1023 = 96486 C
Portanto, se soubermos a quantidade de matéria (n) que percorre o circuito, basta multiplicar pelo valor que acabamos de ver, que encontramos a carga elétrica (Q) que será necessária para realizar o processo de eletrólise que se quer:
Outra fórmula da carga elétrica
Esse valor (96486 C) é conhecido como constante de Faraday (1 F). Desse modo, se a carga utilizada no processo for dada em faraday, então poderemos usar relações estabelecidas por regras de três e calcular a quantidade de massa que será depositada na eletrólise.
Relações de aspectos quantitativos da eletrólise
Objetos recobertos com níquel através da Eletrólise
Objetos recobertos com níquel através da Eletrólise
Eletrólise é todo processo químico não espontâneo provocado por corrente elétrica. 
Substâncias iônicas possuem a capacidade de conduzir corrente elétrica quando estão em soluções aquosas. A eletrólise provém dessa propriedade iônica, ou seja, é um processo que se baseia na descarga de íons, onde ocorre uma perda de carga por parte de cátions e ânions.

A eletrólise é uma transformação artificial, pois é provocada por um gerador, mas tem uma enorme importância prática. Ela tem grande utilização em indústrias, na produção de muitas substâncias, dentre elas metais alcalinos, alcalino-terrosos, gás hidrogênio e gás cloro.
A eletrólise é um processo útil na obtenção de vários elementos químicos. Por exemplo:

Sódio: eletrólise ígnea de NaCl (cloreto de sódio) fundido em um processo que ocorre a cerca de 800°C.

Alumínio: eletrólise ígnea de Al2O3(bauxita).
Soda cáustica (NaOH): eletrólise aquosa do NaCl (cloreto de sódio).
Gás hidrogênio: eletrólise aquosa do NaCl (cloreto de sódio).

Cloro: eletrólise ígnea do gás cloro (Cl2). O cloro é muito utilizado na produção de compostos orgânicos clorados e alvejantes, e também para o tratamento de água para consumo e de piscinas.
Observação: Eletrólise ígnea é a passagem da corrente elétrica em uma substância iônica no estado de fusão, diferente da eletrólise aquosa em que a passagem elétrica ocorre através de um líquido condutor.

A eletrólise é muito utilizada na galvanoplastia, isto é, no recobrimento de objetos com uma fina camada de metal. Vários cátions metálicos, após a redução, ficam grudados no cátodo, o que provoca a formação de uma camada de metal. Por exemplo:

Niquelação: recobrimento de um objeto com níquel;
Cromação: recobrimento de um objeto com cromo.
http://www.brasilescola.com/quimica/aspectos-quantitativos-eletrolise.htm
http://www.brasilescola.com/quimica/aplicacao-eletrolise.htm

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