Questão 9- Os metais alcalinos e alcalinoterrosos, assim como os halogênios, são muito reativos e não são encontrados na natureza na forma de substâncias simples, apenas como substâncias compostas, mas podem ser obtidos pela eletrólise ignea de seus sais, feita com eletrodos inertes. Considere que os sais relacionados a seguir sejam submetidos a uma eletrólise ígnea. Indique em cada caso a equação de dissociação do sal, a reação catódica, a reação anódica e a equação global do processo.
a) Iodeto de lítio - LiI(s).
a) Iodeto de lítio - LiI(s).
Passo 1
O enunciado pede, para a eletrólise ígnea do iodeto de lítio, que eu indique:
- a equação de dissociação do sal;
- a reação catódica (redução que ocorre no cátodo);
- a reação anódica (oxidação que ocorre no ânodo);
- a equação global do processo.
Informações dadas e assumidas (tudo que vou usar explicitamente):
é o sal submetido à eletrólise ígnea (isto é, o sal está fundido e os íons são livres para migrar). Os eletrodos são inertes (não participam quimicamente, só conduzem elétrons).
Passo 2
O que acontece inicialmente ao fundir o sal: ele se dissocia em íons. Sempre escrevemos essa dissociação mostrando os íons que vão migrar para os eletrodos. Para
(fundido) a dissociação é:
Explicação didática: o composto iônico
é formado por cátions
e ânions
. Ao estar no estado ígneo (fundido), esses íons ficam livres e migram: os cátions para o cátodo (pólo negativo) e os ânions para o ânodo (pólo positivo).
Passo 3
Relembrando conceitos essenciais (sem jargões complicados):
- Cátodo = eletrodo onde ocorre redução (ganho de elétrons).
- Ânodo = eletrodo onde ocorre oxidação (perda de elétrons).
- Em eletrólise com eletrodos inertes, o cátion tende a ser reduzido no cátodo e o ânion tende a ser oxidado no ânodo.
Aplicando isso ao nosso caso: o cátion é(vai ser reduzido), o ânion é (vai ser oxidado).
Passo 4
Escrever as semi-reações (metade da equação) e explicar cada termo.
Para a redução no cátodo (cada íon
recebe um elétron para virar metal lítio):
Explicação: a seta aponta para a direita pois há ganho de elétron (
) — isso é redução. O produto é o metal lítio depositado.
Para a oxidação no ânodo (dois íons iodeto se combinam e perdem elétrons para formar iodo molecular):
Explicação: cada
perde um elétron; dois
juntos formam
(iodo diatômico). Coloquei
porque o iodo pode aparecer como vapor ou sólido dependendo da temperatura, mas o importante quimicamente é que o produto é
.
Passo 5
Balanceamento por elétrons e combinação das semi-reações.
- A semi-reação de redução consome um elétron por
. - A semi-reação de oxidação libera dois elétrons por
formado.
Para igualar elétrons, multiplicamos a redução por
:
o que dá
Agora somamos essa equação com a oxidação
Os
se cancelam, resultando na equação global em termos de íons:
Passo 6
Voltar do nível iônico para o sal original: como
corresponde a
, a equação global pode ser escrita de forma mais compacta como:
Isso mostra claramente a transformação do sal fundido em metal lítio e iodo molecular durante a eletrólise ígnea com eletrodos inertes.