3- Esquematize uma célula para a eletrólise de solução de \mathrm{NiCl}_{2} entre eletrodos inertes. Dê as reações que ocorrem no anodo e no catodo. Explique.
Passo 1
O enunciado pede para montar o esquema de uma célula de eletrólise de solução aquosa de \mathrm{NiCl}_{2} com eletrodos inertes e indicar as reações que ocorrem no ânodo e no cátodo. O conteúdo envolvido é eletroquímica (eletrólise), em que devemos identificar as espécies presentes, comparar potenciais de redução padrão e decidir qual íon será descarregado em cada eletrodo.
Passo 2
Em solução aquosa de \mathrm{NiCl}_{2} temos principalmente as seguintes espécies: \mathrm{Ni^{2+}}, \mathrm{Cl^{-}}, \mathrm{H_{2}O}, \mathrm{H^{+}} e \mathrm{OH^{-}} (provenientes da água). Para cada eletrodo, as reações possíveis são a redução ou oxidação dessas espécies.
Passo 3
Comparamos os potenciais padrão de redução (E\circ) para decidir a descarga:
Como -0{,}25\text{ V} > -0{,}83\text{ V}, a redução de \mathrm{Ni^{2+}} é termodinamicamente mais favorável que a de água, então no cátodo forma-se níquel metálico.
Embora a formação de \mathrm{O_{2}} tenha potencial de oxidação ligeiramente menor em tabela, na prática em cátodos de platina/carbono e alta concentração de \mathrm{Cl^{-}} a evolução de \mathrm{Cl_{2}} é favorecida por cinética e alta atividade de \mathrm{Cl^{-}}. Logo no ânodo produz-se cloro gasoso.
Passo 6
Esquema da célula:
\text{Fonte de tensão (+)} \;\bigl|\;\mathrm{Pt\,(anodo)}\;\bigl|\;\mathrm{NiCl_{2}(aq)}\;\bigl|\;\mathrm{Pt\,(cathodo)}\;\bigl|\;\text{Fonte de tensão (–)}
No cátodo (pólo-negativo) deposita-se níquel metálico; no ânodo (pólo-positivo) evolui gás \mathrm{Cl_{2}}.