Para produção de
e
(eletrólise da água), utiliza-se eletrólitos para aumentar a condutividade elétrica da solução e realizar o equilíbrio de cargas nas células e eletrodos, tendo no estoque (
e
) e (
e
) pode-se utilizar quais dos sais e ácidos para esta operação e por quê?
Passo 1
O enunciado trata da eletrólise da água, cujo objetivo é gerar
no cátodo e
no ânodo. Para isso é preciso um eletrólito que aumente a condutividade da solução sem gerar outros gases indesejados. O conteúdo envolvido é eletrólise, equilíbrio de cargas e potenciais de eletrodo padrão.
Passo 2
Analisando o cloreto de sódio
: em solução aquosa fornece
e
. No ânodo compete a oxidação de água
com a oxidação de cloreto
Apesar de o potencial de cloreto ser ligeiramente maior, cineticamente a reação que gera
ocorre com mais facilidade, produzindo cloro em vez de oxigênio.
Passo 3
Analisando o sulfato de sódio
: em solução gera
e
. O ânion sulfato não se oxida nas condições de eletrólise da água (requer potenciais muito mais altos), logo a oxidação principal no ânodo será a de água, liberando
puro.
Passo 4
Analisando o ácido clorídrico
: em solução fornece
e
. Aqui também o
compete e gera cloro gasoso no ânodo, atrapalhando a produção de oxigênio.
Passo 5
Analisando o ácido sulfúrico
: em solução fornece
e
. O íon sulfato é estável e não se oxida, de modo que a eletrólise do ânodo produz
. Além disso, o excesso de
melhora a condutividade e reduz a sobrepotencial para a reação no cátodo.
Resposta
Pode-se utilizar o sal
ou o ácido
. Não se recomenda
nem
porque o íon cloreto é oxidado a
, produzindo cloro e impedindo a formação pura de
.