18.13 Compare a eletrólise de NaCl fundido com aquela de NaCl aquoso. Por que os produtos são diferentes?
Passo 1
O enunciado pede para comparar a eletrólise de cloreto de sódio fundido com a de cloreto de sódio em solução aquosa. O conteúdo é eletroquímica (eletrólise) e vamos precisar dos potenciais padrão de redução para determinar quais espécies vão se oxidar e reduzir em cada caso.
Passo 2
Eletrólise de NaCl fundido: não há água, só existem os íons
e
. No cátodo ocorre a redução do cátion disponível mais facilmente reduzido, que aqui é o
. No ânodo ocorre oxidação do ânion disponível, que é
.
Reações no fundo fundido:
Reações no fundo fundido:
Portanto, obtém-se sódio metálico no cátodo e cloro gasoso no ânodo.
Passo 3
Eletrólise de NaCl aquoso: além de
e
, há
. No cátodo a redução pode ser
Na ou água . Como o potencial padrão
Na ou água . Como o potencial padrão
é muito mais negativo do que
a água é reduzida preferencialmente, gerando
.
Passo 4
No ânodo, as possíveis oxidações são
Como água tem potencial ligeiramente menor, em diluições normais ela se oxida antes de
, gerando
. Em soluções muito concentradas de NaCl e com eletrodos que favoreçam C
, pode dar cloro, mas em geral sai oxigênio.
Passo 5
Logo, na solução aquosa o par de reações predominante é:
Fica
e
nos eletrodos e a solução se enriquece em
e
, isto é, gera-se hidróxido de sódio.
Resposta
Na eletrólise de NaCl fundido obtém-se Na(s) no cátodo e C
(g) no ânodo. Na eletrólise de NaCl aquoso, a água se reduz e se oxida preferencialmente, produzindo
(g) no cátodo,
(g) (ou C
em condições especiais) no ânodo, e formando NaOH em solução. A diferença vem da presença de água e dos potenciais padrão de redução/oxidação.