Eletroquimica
Descreva a obtenção eletroquímica dos gases oxigênio e hidrogênio.
Descreva a obtenção eletroquímica dos gases oxigênio e hidrogênio.
Passo 1
Beleza, recebemos o seguinte enunciado: “Descreva a obtenção eletroquímica dos gases oxigênio e hidrogênio.” Isso cai no conteúdo de Eletroquímica, mais precisamente em eletrólise da água. Para resolver, vamos precisar entender:
- O que é eletrólise (quebra de moléculas por corrente elétrica).
- Como escrever meia-reações de oxidação e redução.
- Como combinar essas meia-reações e obter a reação global.
Passo 2
Primeiro, o que é eletrólise?
Eletrólise é um processo que usa energia elétrica para forçar uma reação química que não ocorreria sozinha. No nosso caso, queremos “quebrar” água (H₂O) em oxigênio (O₂) e hidrogênio (H₂). Para isso, colocamos dois eletrodos em contato com uma solução aquosa e ligamos uma fonte de tensão.
Eletrólise é um processo que usa energia elétrica para forçar uma reação química que não ocorreria sozinha. No nosso caso, queremos “quebrar” água (H₂O) em oxigênio (O₂) e hidrogênio (H₂). Para isso, colocamos dois eletrodos em contato com uma solução aquosa e ligamos uma fonte de tensão.
Passo 3
Agora, as reações que ocorrem em cada eletrodo (as chamadas “meia-reações”):
- No cátodo (onde ocorre redução, ganho de elétrons):
Aqui a água ganha elétrons e vira gás hidrogênio e íons hidroxila.
- No ânodo (onde ocorre oxidação, perda de elétrons):
A água libera elétrons e vira gás oxigênio e íons hidrogênio.
Passo 4
Pra juntar as duas meias-reações e eliminar os elétrons e íons intermediários, fazemos:
• Multiplicamos a reação do ânodo por 1 e a do cátodo por 1, de modo que os 4 elétrons se cancelem.
• Se quisermos, podemos combinar e
para voltar a H₂O, mas o essencial é ver a reação global:
• Multiplicamos a reação do ânodo por 1 e a do cátodo por 1, de modo que os 4 elétrons se cancelem.
• Se quisermos, podemos combinar
Essa é a equação da eletrólise da água.
Passo 5
Comentando o funcionamento prático:
- Ligamos uma fonte de tensão (tensão mínima ~1,23 V + sobrepotenciais).
- No cátodo sai bolhas de
. - No ânodo sai bolhas de
. - Se o eletrólito for alcalino, a corrente flui melhor pelos
; se for ácido, melhor pelos .
Resposta
A obtenção eletroquímica de
e
se baseia na eletrólise da água, cujas meias-reações são
e a reação global é