Eletrólise Ígnea

A eletrólise ígnea é a eletrólise feita em ausência de água, normalmente são compostos iônicos fundidos. A eletrólise ígnea é por exemplo, como se obtém alumínio a partir da bauxita (minério de alumínio).

Para fazermos a eletrólise é necessário termos uma fonte de corrente contínua, uma cuba eletrolítica onde se encontra o sistema que sofrerá a eletrólise e eletrodos inertes que podem ser fios de platina ou barras de carbono grafite.

Como exemplo vamos fazer a eletrólise de NaCl .

*Primeiro passo;  é fundir o material para que os íons fiquem livres, se não o sistema não conduzirá corrente e não ocorrerá a eletrólise

                                              NaCl(s)   --->       NaCl(l)

O NaCl fundido apresenta os seguintes íons:

                                           NaCl(l)        - >      Na+(l) + Cl-(l)

Quando a corrente começar a atravessar o sistema, iniciam-se asreações de óxido-redução não espontâneas. 

Reação catódica (redução):           2  Na+  +  2e-      ->       2 Na(s)

 Reação anódica (oxidação):             2 Cl-(l)     - >        2e-   + Cl2(g)

Para você lembrar: ânion migra para o ânodo, cátion migra para ocatodo.                 Para obtermos a equação global da eletrólise vamos somar as equações de cada etapa .

Reação global da eletrólise dissociação:

- dissociação :                 2 NaCl(l)       -  >         2Na+(l) +  2Cl(l)

-reação catódica:             2Na+(l)   + 2e-        - >        2 Na(s)

-reação anódica:                       2Cl(l)    - >     2e-   + Cl2(g)

-reação global da eletrolise:      2 NaCl(l)        - >         2 Na(s) + Cl2(g).

Eletrólise

É conhecido pelo nome de eletrólise  todo o processo químico não espontâneo provocado por uma corrente elétrica proveniente de um gerador (mais especificamente, uma pilha). A palavra eletrólise é a combinação de dois termos gregos: “elektró” (eletricidade) e “lisis” (solução), unidas para se referir a uma reação ocorrida por meio de energia elétrica. Algumas reações químicas acontecem apenas quando fornecemos energia na forma de eletricidade, enquanto outras geram eletricidade no momento em que ocorrem. Trata-se de um processo químico inverso ao da pilha, que é espontâneo e transforma energia química em elétrica.

                                         as pilhas funcionam por um mecanismo de eletrolise

A eletrólise também é um método usado para a obtenção de reações de oxidorredução. Em soluções eletrolíticas, o processo se baseia na passagem de uma corrente elétrica através de um sistema líquido que tenha íons presentes, gerando, assim, reações químicas.

As reações na eletrólise podem ocorrer de várias maneiras, dependendo do estado físico em que estiver a solução que vai ser submetida à reação.

Nas reações eletroquímicas, os processos são espontâneos quando ∆H é positivo,e quando é necessário o fornecimento de energia elétrica  os processos não são espontâneos,ou seja, ∆H é negativo.

A equação: 2H₂O_(l) → 2H_2(g) + O_2(g) , ∆H -1,23 V, é um exemplo de reação não-espontânea. Teoricamente deve-se ter ema voltagem de 1,23 V para que se inicie a reação, mas na prática o desprendimento gasoso só terá início ao atingir-se 1,70 V.

As reações de oxi-redução e os fenômenos biológicos.

A vida vegetal e animal, na água, depende do caráter oxidante ou redutor desta. O E⁰ da água varia de +0,3V a – 0,6V. Quanto mais for o valor de E⁰, mais oxidante será o meio aquoso. A acidez influi no caráter oxi-redutor da água: pelo princípios de Le Chatelier, um aumento da [H⁺] deslocará o equilíbrio no sentido do H₂O, diminuindo, pois, o teor de oxigênio na água. Além disso, devido a seu caráter oxi-redutor, a água influi nos solos e, portanto, em toda a agricultura.

No campo da odontologia, reações de oxi-redução e fenômenos de formação de pilhas também geram consequências importantes. O amálgama usado em obturações, por exemplo, é preparado misturando-se 1 parte do mercúrio com 1 parte de uma liga em pó contendo prata, estanho, cobre e zinco; em alguns minutos, o amálgama estará maleável pra ser moldado na obturação e ,com mais alguns minutos, ele estará pronto para a mastigação. Com esse tipo de obturação, se mordermos um pedaço de papel de alumínio podemos sentir um choque no dente. Por que isso acontece? Porque o alumínio fecha o circuito de um pilha, provocando reações do tipo:

2Al⁰ + 3Sn²⁺ + 9Agà2Al³⁺ + 3Ag₃Sn

Nessa reação, o alumínio é o anodo, o amálgama é o catodo e a saliva funciona como solução eletrolítica. A corrente elétrica assim gerada atinge o nervo do dente, provocando a sensação de choque. O  uso de metais ou ligas metálicas diferentes em dentes vizinhos pode também causar a formação de pilhas; nesse caso, não só o paciente poderá sentir choques na boca, mas também a corrosão das próprias restaurações odontológicas poderá ser mais rápida.

Corrosão

A corrosão é sempre uma deterioração dos metais provocada por processos eletroquímicos (reações de oxi-redução). O ferro, por exemplo, enferruja porque se estabelece uma diferença de potencial (ddp) entre um ponto e outro do objeto de ferro.

Além do ferro e do aço, outros metais e ligas metálicas também sofrem corrosão; por exemplo:

•          O cobre e suas ligas ficam, com o tempo, recobertos por uma camada esverdeada chamada azinhavre, que é uma mistura de hidróxidos hidratados de cobre;
•         A prata escurece com o tempo, devido à formação de uma película superficial de Ag₂S, que é de cor preta; esse fenômeno é causado pelo H₂S do ar.

É interessante constatar que objetos de alumínio não se oxidam com facilidade, apesar de o alumínio ser mais reativo do que vários dos metais comuns. Por que isso acontece? Na verdade, o alumínio sofre uma oxidação superficial, formando uma película muito fina de Al₂O₃, que permanece fortemente aderida à superfície do metal - é o fenômeno chamado de apassivação do alumínio. Essa película protege o alumínio da continuação do ataque dos agentes atmosféricos. No caso dos objetos de ferro ou de aço, a situação é diferente: a película de ferrugem que se forma é porosa, permitindo a passagem do oxigênio e da umidade do ar; desse modo, a corrosão continua até acabar com o objeto metálico.

A proteção mais comum contra a corrosão é a pintura. Em portões e grades de ferro, por exemplo, é usual lixar o metal e aplicar uma ou mais demãos de tintas à base de zarcão (Pb₃O₄); e, por fim, aplicar tintas especiais, na cor desejada. Chapas de aço podem ser protegidas por uma película de zinco, dando origem às chamadas chapas galvanizadas ou folhas de zinco. Essa película é obtida mergulhando-se a chapa de aço em zinco derretido ou depositando o zinco sobre o aço por meio de eletrólise.

Para retardar a corrosão do ferro ou do aço em canalizações de água, oleodutos, cascos de navios, tanques subterrâneos de combustíveis, etc. é costume ligar, a essas estruturas, blocos de outro metal mais reativo do que o ferro, como o magnésio, o zinco, etc. Tendo potencia de oxidação superior ao do ferro, o magnésio, por exemplo, será corroído mais depressa, retardando assim a corrosão do ferro ou do aço. Dizemos, nesse caso, que o magnésio funcionou como metal de sacrifício.