21.3 Por que é necessário usar eletrólise em meio não aquoso para obter o sódio metálico de seus sais?

Passo 1

O enunciado pergunta por que, para obter sódio metálico a partir de seus sais, não se pode usar eletrólise em meio aquoso e é preciso recorrer a um meio não aquoso (por exemplo, sal fundido). O conteúdo envolvido é eletroquímica: potenciais de redução e reatividade do sódio.

Passo 2

Em eletrólise aquosa, no cátodo concorrem duas reações de redução:
\text{(i) }2\,\ce{H2O} + 2\,\ce{e-} \longrightarrow \ce{H2} + 2\,\ce{OH-},\quad E^\circ = -0,83\text{ V}
\text{(ii) }\ce{Na+} + \ce{e-} \longrightarrow \ce{Na},\quad E^\circ = -2,71\text{ V}
Como a reação (i) tem potencial de redução menos negativo, a água se reduz preferencialmente, produzindo gás hidrogênio em vez de sódio metálico.

Passo 3

Além disso, mesmo que de algum modo se formasse \ce{Na} na presença de água, esse sódio reagiria imediatamente:
2\,\ce{Na} + 2\,\ce{H2O} \longrightarrow 2\,\ce{NaOH} + \ce{H2},
impedindo o acúmulo de sódio metálico.

Passo 4

Para depositar sódio metálico, é necessário eliminar água do sistema e usar um eletrólito fundido (por exemplo, \ce{NaCl} fundido misturado com criolita), onde só ocorrem as reduções do próprio cátion \ce{Na+}. Nesse meio não aquoso não há redução de água e não há reação imediata do sódio com solvente.

Resposta

Porque em meio aquoso a água se reduz muito mais facilmente que \ce{Na+} (formando \ce{H2}) e, ainda que se formasse sódio, este reagiria instantaneamente com a própria água. Por isso usa-se eletrólise de sais fundidos (meio não aquoso) para obter sódio metálico.

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