Electrólisis es un proceso no espontáneo, es decir, que no ocurre de forma natural, en el que se forman sustancias mediante una descarga eléctrica en compuestos fundidos o disueltos en agua. En este proceso, una corriente eléctrica llega a un recipiente de vidrio (tanque electrolítico) que tiene dos electrodos inertes (que no sufren ni oxidación ni reducción) formado por grafito o platino. Estos electrodos están conectados a una fuente eléctrica (generalmente un tambores) y sumergido en una sal o base fundida o disuelta en agua. Como el batería, la electrólisis tiene un cátodo (donde se produce la reducción) y un ánodo (donde se produce la oxidación).
Resumen
La electrólisis es un proceso no espontáneo;
Se pueden formar sustancias simples o compuestas;
Puede ocurrir con un soluto fundido (electrólisis ígnea);
Puede ocurrir con un soluto disuelto en agua (electrólisis acuosa);
Un catión siempre sufre una reducción en el cátodo;
Un anión siempre se oxida en el ánodo.
Vea también:Obtención de aluminio por electrólisis
Tipos de electrólisis
Es una electrólisis que se produce cuando se realiza una descarga eléctrica sobre un compuesto iónico fundido. El compuesto iónico es uno formado por un enlace iónico, como un sal o un base inorgánico. Cuando hablamos de compuesto fundido, a su vez, nos referimos al compuesto que pasa de estado sólido a líquido.
- Ejemplo de electrólisis ígnea
Cuando realizamos la fusión de cloruro de potasio (KCl), esta sal sufre el proceso de disociación, liberando el catión potasio (K+) y el anión yoduro (l-).
Ecuación de disociación para cloruro de potasio
Cuando la corriente eléctrica llega a la celda electrolítica con estos iones, el catión potasio se reduce, formando potasio metálico (K), y el anión yoduro se oxida, formando yodo sólido (I2).
Ecuación de formación de potasio sólido
Ecuación de formación de yodo sólido
Es una electrólisis que se produce cuando la descarga eléctrica se realiza sobre una solución acuosa (tiene agua) formada por una sal o una base inorgánica.
- Ejemplo de electrólisis acuosa
Cuando disolvemos cloruro de sodio en agua, se disocia y el agua sufre ionización:
Ecuaciones de ionización de agua y disociación de cloruro de sodio
Como catión de sodio (Na+) pertenece a la familia IA, el catión hidronio (H+) pasa a través de la descarga y se reduce, formando gas hidrógeno (H2).
Ecuación de formación de gas hidrógeno
Como cloruro (Cl-) no está oxigenado (no tiene oxígeno) y no es fluoruro (F-), se descarga oxidando y formando cloro gaseoso (Cl2).
Ecuación de formación de cloro gaseoso
Descarga de iones selectiva
Durante un proceso de electrólisis en medio acuoso (solución formada por agua y un soluto), siempre tendremos dos cationes: hidronio, de agua, y cualquier otro, de la disociación de sal (un ejemplo de soluto). También tendremos dos aniones: el hidroxilo, que proviene del agua, y otro, que proviene de la sal.
Iones de la ionización del agua y la disociación de sales.
- Descarga selectiva de cationes y aniones
Si el catión del soluto pertenece a la familia IA, IIA o IIIA, el hidronio (H+) será reducido;
Si el catión procedente del soluto no pertenece a las familias mencionadas anteriormente, sufrirá la reducción.
Si el anión del soluto tiene oxígeno en su composición o es un fluoruro (F-), el hidróxido (OH-) sufrirá oxidación;
Si el anión del soluto no tiene las características anteriores, sufrirá oxidación.
Se sabe que el agua tiene la capacidad de auto-ionizarse, produciendo iones hidronio (H+) e hidróxido (OH-), pero esta ionización es bastante limitada. Este hecho está probado por la ineficiencia del agua pura para conducir la corriente eléctrica.
Como a electrólisis Implica descarga eléctrica, para realizar la electrólisis del agua, es necesario disolver un soluto, el que favorece la descarga selectiva de hidronio e hidróxido (como se ve en el tema de descarga selectivo).
Si agregamos sulfato de sodio (Na2SOLO4), por ejemplo, tendremos los cationes de sodio en el medio (Na+) e hidronio (H+), así como aniones hidróxido (OH-) y sulfato (SO4-2). Así, cuando llega la corriente eléctrica al tanque electrolítico:
el hidronio se descargará, reduciendo, porque el sodio pertenece a la familia IA;
Ecuación de formación de gas hidrógeno
el hidróxido sufrirá una descarga, oxidando, porque el sulfato tiene oxígeno en su composición.
Ecuación de formación de gas oxígeno
A medida que se descargaron los dos iones (catión y anión) provenientes del agua, decimos que tuvo lugar la electrólisis del agua.
vea también: Aspectos cuantitativos de la electrólisis.
Producción de sustancias simples como hidrógeno gaseoso (H2), oxígeno gaseoso (O2) etc .;
Producción de sustancias compuestas como hidróxido de sodio (NaOH), ácido sulfúrico (H2SOLO4) etc;
Recubrimiento de una pieza con un metal en particular, como cobre (cobre) y oro (chapado en oro);
Úselo para eliminar cierto metal de su mineral.
Ejercicios resueltos de electrólisis
Ejemplo 1 - (Vunesp) Una solución acuosa de CuCℓ2 se somete a electrólisis, utilizando electrodos de platino. La declaración correcta es:
a) La reducción de iones de Cu ocurre en el cátodo2+.
b) La oxidación del ion Cu ocurre en el ánodo2+.
c) Se forma cloro gaseoso en el cátodo.
d) Parte del ánodo de platino se disuelve, formando Pt2+.
e) Los productos de esta electrólisis serían diferentes si la electrólisis de CuCl2 fue ardiente (fusión).
a) Correcto. Cuando CuCl2 se disuelve en agua, tenemos los cationes hidronio (H+) y cobre II (Cu+2). Como el catión cobre II no pertenece a las familias IA, IIA y IIIA, se reduce.
b) Falso, ya que el anión cloruro (Cl) se oxida en el ánodo-), que no tiene oxígeno en su composición y no es fluoruro (F-).
c) Falso, porque la reducción del catión cobre II ocurre en el cátodo, por lo tanto, se produce la formación del metal cobre.
d) Falso, como los electrodos de platino o grafito en la electrólisis solo conducen electricidad, no participan en el proceso.
e) Falso, ya que la electrólisis ígnea del cloruro de cobre II (CuCl2) presentaría exactamente los mismos productos que el acuoso, ya que los iones presentes serían cobre II (Cu+2) y el cloruro (Cl-1).
Ejemplo 2 (UFRN) Considere los siguientes sistemas:
I. Cloruro de sodio fundido;
II. Solución acuosa de cloruro de sodio;
III. Hidróxido de sodio fundido;
IV. Solución acuosa de hidróxido de sodio.
Los que pueden aportar sodio, cuando se someten a electrólisis, son:
a) solo I y II.
b) solo I y III.
c) solo II y IV.
d) solo III y IV.
e) I, II, III y IV.
Los sistemas que suministran sodio metálico como producto en el cátodo son I y III.
I- El único catión presente en el medio es el catión sodio, por lo tanto, solo este puede reducir, formando sodio metálico.
II- Este sistema no provee sodio metálico porque el cloruro de sodio se disolvió en agua, por lo tanto, en el medio tenemos la presencia de cationes de sodio (Na+) e hidronio (H+) - este es el que sufre la reducción, ya que el sodio pertenece a la familia IA.
III- El único catión presente en el medio es el catión sodio (porque el material ha sido sometido a una fusión), por lo tanto, solo sufre reducción, formando sodio metálico;
IV- Este sistema no proporciona sodio metálico porque el hidróxido de sodio se disolvió en agua, por lo que en el medio tenemos la presencia de cationes de sodio (Na+) e hidronio (H+) - este es el que sufre la reducción, ya que el sodio pertenece a la familia IA.
Por mí. Diogo Lopes Dias
