20.73 (a) O que é eletrólise? (b) As reações de eletrólise são termodinamicamente espontâneas? Justifique sua resposta. (c) Qual processo ocorre no anodo na eletrólise de NaCl fundido?
Passo 1
O enunciado pede três coisas sobre eletrólise:
a) definição de eletrólise;
b) se as reações de eletrólise são espontâneas, com justificativa termodinâmica;
c) o que ocorre no ânodo durante a eletrólise do NaCl fundido.
O conteúdo é eletroquímica básica, envolvendo conceitos de reação redox forçada, energia livre de Gibbs e potencial de célula.
a) definição de eletrólise;
b) se as reações de eletrólise são espontâneas, com justificativa termodinâmica;
c) o que ocorre no ânodo durante a eletrólise do NaCl fundido.
O conteúdo é eletroquímica básica, envolvendo conceitos de reação redox forçada, energia livre de Gibbs e potencial de célula.
Passo 2
Eletrólise é o processo em que se aplica uma diferença de potencial externo para forçar uma reação de oxi-redução não espontânea. Em outras palavras, usa-se corrente elétrica contínua para decompor um composto iônico ou promover reações que não ocorrem sem energia elétrica.
Passo 3
Termodinamicamente, uma reação é espontânea se
. Na célula de eletrólise vale
onde
é o potencial global. Como em eletrólise o potencial externo é usado para inverter o sentido da reação redox espontânea, o potencial efetivo da célula fica
, o que implica
. Logo, as reações de eletrólise não são espontâneas e exigem fornecimento contínuo de energia elétrica.
Passo 4
Na eletrólise do NaCl fundido, no ânodo ocorre oxidação dos ânions
para formar gás cloro. A semirreação no ânodo é:
Resposta
(a) Eletrólise é o processo de decomposição de substâncias ou promoção de reações redox não espontâneas por aplicação de corrente elétrica.
(b) Não; como o potencial da célula em eletrólise é negativo ( ), resulta em
, mostrando que a reação não é termodinamicamente espontânea e precisa de energia elétrica.
(c) No ânodo do NaCl fundido ocorre a oxidação
(b) Não; como o potencial da célula em eletrólise é negativo (
(c) No ânodo do NaCl fundido ocorre a oxidação