Qual halogênio é produzido industrialmente pela eletrólise do sal grosso (NaCl) e usado para desinfecção de água?
a) Flúor \left(\mathrm{F}_{2}\right).
b) Cloro \left(\mathrm{Cl}_{2}\right).
c) Bromo \left(\mathrm{Br}_{2}\right).
d) Iodo (I2).

Passo 1

O enunciado pergunta qual halogênio é produzido industrialmente pela eletrólise do sal grosso ( \mathrm{NaCl}) e é usado para desinfecção de água. As alternativas são:
a) Flúor \left(\mathrm{F}_{2}\right).
b) Cloro \left(\mathrm{Cl}_{2}\right).
c) Bromo \left(\mathrm{Br}_{2}\right).
d) Iodo \left(\mathrm{I}_{2}\right).

Passo 2

Vamos identificar o que a eletrólise de \mathrm{NaCl} produz na prática industrial. A eletrólise de uma solução concentrada de cloreto de sódio (sal grosso dissolvido, chamada de salmoura) é um processo industrial bem conhecido. Esse processo tem nome próprio: processo cloro-álcali. Vou explicar passo a passo o que ocorre nas eletrodos.

Passo 3

No anodo (eletrodo positivo) ocorre oxidação de íons cloreto. A meia-reação de oxidação é:
2\mathrm{Cl}^- \to \mathrm{Cl}_2 + 2e^-
Isto significa que íons \mathrm{Cl}^- perdem elétrons e formam \mathrm{Cl}_2 gasoso.

Passo 4

No cátodo (eletrodo negativo) a água é reduzida formando hidrogênio e íons hidróxido. A meia-reação de redução é:
2\mathrm{H}_2\mathrm{O} + 2e^- \to \mathrm{H}_2 + 2\mathrm{OH}^-
Cancelando os elétrons e somando as duas meias-reações obtém-se a reação global do processo cloro-álcali:
2\mathrm{NaCl} + 2\mathrm{H}_2\mathrm{O} \to \mathrm{Cl}_2 + \mathrm{H}_2 + 2\mathrm{NaOH}
Isso mostra que o produto gasoso liberado no ânodo é \mathrm{Cl}_2 (cloro).

Passo 5

Agora, por que esse \mathrm{Cl}_2 é usado para desinfecção de água? Quando o cloro gasoso é adicionado à água ele reage formando ácido hipocloroso, que é o agente desinfetante ativo:
\mathrm{Cl}_2 + \mathrm{H}_2\mathrm{O} \to \mathrm{HOCl} + \mathrm{HCl}
O ácido hipocloroso se ioniza parcialmente:
\mathrm{HOCl} \rightleftharpoons \mathrm{OCl}^- + \mathrm{H}^+
Tanto \mathrm{HOCl} quanto \mathrm{OCl}^- são oxidantes que atacam e inativam microrganismos. Por isso o cloro produzido pela eletrólise de \mathrm{NaCl} é amplamente usado para desinfecção de água de abastecimento e piscinas.

Passo 6

Vou eliminar as outras alternativas com razões práticas e químicas:
  • a) \mathrm{F}_2: o flúor elemental não é produzido pela eletrólise de \mathrm{NaCl}. A produção industrial de \mathrm{F}_2 envolve eletrólise de fluoreto (por exemplo, \mathrm{HF} em mistura com fluoretos) e é muito mais difícil e perigosa; \mathrm{F}_2 é extremamente reativo e não é usado para desinfecção de água dessa forma.
  • c) \mathrm{Br}_2: o bromo pode ser obtido a partir de soluções contendo \mathrm{Br}^-, mas não é o produto típico da eletrólise da salmoura comum rica em \mathrm{Cl}^-. Além disso, o cloro é bem mais barato e mais usado para desinfecção em larga escala.
  • d) \mathrm{I}_2: o iodo não é produzido pela eletrólise de \mathrm{NaCl} e é muito menos utilizado para desinfecção de água em sistemas públicos (usa-se mais como anti-séptico ou em tratamentos pontuais).

Passo 7

Resumo prático: a eletrólise do sal grosso (salmoura) libera \mathrm{Cl}_2 no ânodo e produz \mathrm{NaOH} e \mathrm{H}_2 no cátodo; o \mathrm{Cl}_2 é aquele usado industrialmente para desinfetar água.

Resposta

b) Cloro \left(\mathrm{Cl}_{2}\right).

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