Questão 6- A preparação industrial do hidróxido de sódio, NaOH , se dá através da eletrólise em solução aquosa do NaCl , de acordo com a reação:
Em relação à eletrólise do NaCl , é correto afirmar:
(01) Na eletrólise, a oxidação ocorre no cátodo.
(02) A eletrólise é uma reação não espontânea, exigindo a passagem de uma corrente elétrica para se processar.
(04) Somente compostos iônicos, como o NaCl , conduzem a corrente elétrica quando dissolvidos em água.
(08) O hidróxido de sódio apresenta tanto ligação iônica como covalente.
(16) O gás hidrogênio,
, é produzido durante a eletrólise pela redução preferencial do ion
, em relação ao íon
. O cátion
, presente na solução aquosa, se origina da ionização da água.
(01) Na eletrólise, a oxidação ocorre no cátodo.
(02) A eletrólise é uma reação não espontânea, exigindo a passagem de uma corrente elétrica para se processar.
(04) Somente compostos iônicos, como o NaCl , conduzem a corrente elétrica quando dissolvidos em água.
(08) O hidróxido de sódio apresenta tanto ligação iônica como covalente.
(16) O gás hidrogênio,
Passo 1
O enunciado apresenta a eletrólise aquosa do cloreto de sódio e pede que identifiquemos quais afirmações listadas são corretas. A reação dada é:
As afirmações a analisar são (copiadas do enunciado):
O objetivo agora é, para cada uma dessas afirmações, verificar se é correta ou incorreta, explicando passo a passo os conceitos necessários.
Passo 2
Conceitos básicos sobre eletrólise e eletrodos (aulas mastigadas).
- Em eletrólise há dois eletrodos: o cátodo e o ânodo. Um eletrodo recebe elétrons (redução) e o outro perde elétrons (oxidação). Não decorar sem entender: redução = ganho de elétrons; oxidação = perda de elétrons.
- Por convenção:
- No cátodo ocorre a redução (entrada de elétrons).
- No ânodo ocorre a oxidação (saída de elétrons).
- Numa célula eletrolítica (quando aplicamos corrente externa), o cátodo é o polo negativo (fornece elétrons) e o ânodo é o polo positivo (retira elétrons).
- Em palavras simples: elétrons saem do ânodo, via circuito externo vão para o cátodo. Onde chegam, reduzem espécies; onde saem, oxidam espécies.
- Importante: “oxidação no cátodo” é o oposto do que acabamos de dizer — por isso já podemos desconfiar de afirmações que invertam isso.
Passo 3
Análise da afirmação
: “Na eletrólise, a oxidação ocorre no cáto-do.”
- Aplicando o conceito do Passo 2: oxidação ocorre no ânodo, não no cátodo.
- Logo, a afirmação
é falsa. - Explicação didática curta: se no cátodo a espécie ganha elétrons (redução), não pode ser onde ocorre perda de elétrons (oxidação). Então afirmar que oxidação ocorre no cátodo é trocar os papeis.
Passo 4
Análise da afirmação
: “A eletrólise é uma reação não espontânea, exigindo a passagem de uma corrente elétrica para se processar.”
- Definição simples: reação espontânea libera energia e ocorre sem energia externa; reação não espontânea precisa de energia externa.
- A eletrólise consiste em forçar reações que não aconteceriam sozinhas aplicando uma diferença de potencial (tensão) e corrente elétrica. Por exemplo, transformar
em metal sódio é muito desfavorável termodinamicamente e só ocorre com corrente. - Portanto a afirmação
é verdadeira.
Passo 5
Análise da afirmação
: “Somente compostos iônicos, como o NaCl, conduzem a corrente elétrica quando dissolvidos em água.”
- O que faz uma solução conduzir corrente é a presença de íons móveis. Compostos iônicos que se dissociam (por exemplo
) fornecem íons e conduzem corrente. - Mas existem substâncias covalentes que, ao dissolverem, se ionizam e também produzem íons: por exemplo o ácido clorídrico
é molecular no estado gasoso, mas em água se ioniza em e e conduz bem a corrente. Bases fortes como em certa medida, e sais de ácidos fracos também conduzem. - Além disso, compostos totalmente covalentes e não ionizantes (por exemplo sacarose, açúcar) dissolvidos em água não conduzem corrente.
- Conclusão: a frase que diz “somente compostos iônicos” é muito restritiva e, portanto, falsa.
Passo 6
Análise da afirmação
: “O hidróxido de sódio apresenta tanto ligação iônica como covalente.”
- Estrutura química do
: é formado por e . A ligação entre e é de natureza iônica (forças eletrostáticas entre íons). - Dentro do ânion
há uma ligação entre e que é covalente (compartilhamento de elétrons entre O e H). - Assim
tem caráter iônico (entre Na e OH) e covalente (no interno do radical hidroxila). Logo a afirmação é verdadeira. - Ensino adicional: muitos sais com radicais poliatômicos (como
) apresentam esse mix: ligação iônica entre cátions e o ânion como um todo, e ligações covalentes dentro do ânion.
Passo 7
Análise da afirmação
: “O gás hidrogênio,
, é produzido durante a eletrólise pela redução preferencial do íon
, em relação ao íon
. O cátion
, presente na solução aquosa, se origina da ionização da água.”
- Em eletrólise aquosa existem decisões competitivas no cátodo: qual espécie será reduzida? Para o caso de
versus espécies derivadas da água, a redução que exige menor potencial (mais fácil, menos energia) ocorre preferencialmente. - Valores padrão (importante para entender a preferência): as meias-reações relevantes são aproximadamente
(os sinais mostram que reduzir
para Na metálico é muito mais difícil—precisa de potencial muito mais negativo—do que reduzir água/íons H para
.)
- Conclusão: na prática, em solução aquosa o que se reduz no cátodo é a água (ou íons
/ , se presentes em maior concentração), formando , porque essa redução é termodinamicamente preferível em comparação com reduzir a sódio metálico. Então a ideia de "redução preferencial de em relação a " está correta. - Sobre o
: ele representa o próton hidratado e existe em solução aquosa porque a água sofre autoionização: Assim, dizer que o cátion se origina da ionização da água é correto. - Observação prática: em soluções neutras ou básicas a espécie que é reduzida praticamente é a água (não um íon livre
abundante), mas quimicamente isso corresponde à redução de prótons hidratados; a afirmação do enunciado resume bem o fenômeno. Portanto, a afirmação é verdadeira.
Passo 8
Resumo das análises de cada afirmação (sem calcular a soma final ainda):
-
— falsa. -
— verdadeira. -
— falsa. -
— verdadeira. -
— verdadeira.
Resposta
26