1. Para obter potássio e cloro a partir de KCl sólido, deve-se fazer uma eletrólise com eletrodos inertes. Assinale a alternativa incorreta.

Passo 1

O enunciado pede para assinalar a alternativa incorreta sobre a eletrólise de \mathrm{KCl} sólido usando eletrodos inertes. As informações dadas são: \mathrm{KCl} está no estado sólido e será submetido à eletrólise com eletrodos inertes. Não foram fornecidas as alternativas (as opções de resposta). Portanto, com as alternativas ausentes não é possível escolher qual delas é a incorreta.
Como não há as alternativas, não posso marcar uma opção específica. Para que você consiga identificar a alternativa incorreta sozinho na prova, vou explicar passo a passo os fatos essenciais sobre a eletrólise de \mathrm{KCl} fundido (ou “sólido” quando o enunciado quer dizer sal fundido), destacando os pontos que costumam aparecer como alternativas verdadeiras ou falsas. Assim você terá o embasamento para reconhecer a afirmação errada.

Passo 2

Primeiro conceito importante — estado da substância para obter potássio metálico: potássio metálico não é obtido pela eletrólise de solução aquosa de \mathrm{KCl}. Se você eletrólise uma solução aquosa, a água é reduzida preferencialmente no cátodo e forma-se \mathrm{H_2} (gás), não \mathrm{K}. Para obter \mathrm{K} metálico, a eletrólise deve ser feita do sal fundido (fusão de \mathrm{KCl}), isto é, sem água presente.

Passo 3

Meio e semi-reações na eletrólise de \mathrm{KCl} fundido:
\text{Cátodo (redução):}\quad \mathrm{K}^+ + e^- \longrightarrow \mathrm{K}áçã
\text{Ânodo (oxidação):}\quad 2\mathrm{Cl}^- \longrightarrow \mathrm{Cl}_2 + 2e^-Âçã
Equação global balanceada:
2\mathrm{KCl} \longrightarrow 2\mathrm{K} + \mathrm{Cl}_2
Essas são as reações esperadas quando o eletrólito é o sal fundido: metal no cátodo e cloro gasoso no ânodo.

Passo 4

Potenciais padrão e tensão necessária: os potenciais padrão de redução relevantes (valores usuais) são
E^\circ(\mathrm{K}^+/\mathrm{K}) \approx -2{,}93\\ \mathrm{V}
E^\circ(\mathrm{Cl}_2/\mathrm{Cl}^-) \approx +1{,}36\\ \mathrm{V}
O potencial padrão da cela, calculado como E^\circ_{\text{cel}} = E^\circ_{\text{cátodo}} - E^\circ_{\text{ânodo}}áâ (escrevendo ambos como potenciais de redução), fica
E^\circ_{\text{cel}} = -2{,}93 - (+1{,}36) = -4{,}29\\ \mathrm{V}.
O sinal negativo indica que a reação não é espontânea; em magnitude isso significa que, idealmente, é necessário aplicar uma tensão da ordem de 4{,}29\\ \mathrm{V} (ou maior, devido a perdas e sobretensões) para obter \mathrm{K} e \mathrm{Cl}_2.

Passo 5

Por que na solução aquosa não sai potássio? Compare potencial da água:
\text{Redução da água (em meio básico):}\quad 2\mathrm{H_2O} + 2e^- \longrightarrow \mathrm{H_2} + 2\mathrm{OH}^- ,\quad E^\circ \approx -0{,}83\\ \mathrm{V}çãáá
Como -0{,}83\\ \mathrm{V} é muito menos negativo que -2{,}93\\ \mathrm{V}, a água é reduzida mais facilmente que \mathrm{K}^+. Portanto, em solução aquosa o produto no cátodo será \mathrm{H_2}, não \mathrm{K}. Essa é uma fonte comum de alternativas enganadoras.

Passo 6

Sobre os eletrodos inertes e condições práticas:
  • “Eletrodos inertes” significa eletrodos que não participam quimicamente (por exemplo, platina, grafite). Na prática a grafite é usada, mas pode sofrer oxidação parcial (formando CO/CO2) sob certas condições — por isso “inertes” é uma idealização.
  • O ponto de fusão do \mathrm{KCl} é alto: \mathrm{KCl} funde em torno de 770^\circ\mathrm{C}. Isso impõe exigências térmicas e de materiais.
  • Potássio metálico tem ponto de fusão \approx 63{,}5^\circ\mathrm{C} e ponto de ebulição \approx 759^\circ\mathrm{C}. Em temperatura de fusão do sal, coleta do potássio exige estratégias (por exemplo, zonas mais frias para condensar o metal) porque parte pode vaporizar ou reagir.
  • Gás cloro ( \mathrm{Cl_2}) formado no ânodo é tóxico e deve ser manuseado/condicionado adequadamente.

Passo 7

Como reconhecer uma alternativa incorreta (resumo prático para a prova):
  • Alternativa afirmando que a eletrólise de \mathrm{KCl} sólida (fusão) produz \mathrm{H_2} no cátodo → geralmente incorreta (isso ocorre em solução aquosa).
  • Alternativa dizendo que a eletrólise pode ser feita em solução aquosa para obter \mathrm{K} metálico → incorreta.
  • Alternativa afirmando que no cátodo forma-se \mathrm{K} e no ânodo \mathrm{Cl_2} (quando o eletrolito é o sal fundido) → correta.
  • Alternativa que afirma que a tensão necessária é pequena (por exemplo, < 2\\ \mathrm{V}) → incorreta; idealmente é da ordem de 4{,}29\\ \mathrm{V} ou mais.
  • Alternativa negando a necessidade de eletrodos resistentes ao cloro e ao calor → provavelmente incorreta, pois as condições são agressivas.

Resposta

Não é possível determinar a alternativa incorreta porque as alternativas não foram fornecidas.

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