Química, perguntado por vitorialummertz, 1 ano atrás

(PUCMG) Com relação à eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de potássio (KCℓ), feita com eletrodos inertes, é correto afirmar que Escolha uma: a. 2 KCℓ + 4 H2O → 2 HCℓ + 2 KOH + O2 + 2 H2 é a equação global da eletrólise. b. há liberação de gás oxigênio no ânodo. c. a solução aquosa torna-se ácida, ficando incolor na presença do indicador fenolftaleína. d. há liberação de gás hidrogênio no cátodo. e. forma-se ácido clorídrico.

Soluções para a tarefa

Respondido por AnnaCarolina1403
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Oi Vitória, tudo bem?

Vamos lá. O exercício trata de uma eletrólise aquosa do cloreto de potássio (KCl). Dessa forma, vamos analisar o resultado da dissociação iônica desse sal e da auto-ionização da água.

KCl
 →  K^{+} + Cl^{-}
H2O →  H^{+} + OH^{-}

Então, o que acontece na eletrólise é uma espécie de competição entre íons. Os íons negativos ( Cl^{-}   OH^{-}  ) serão atraídos pelo pólo positivo, que no caso da eletrólise, é o ânodo. Os íons negativos ( K^{+}  H^{+} ) serão atraídos pelo pólo negativo, que é o cátodo. A questão é: quais chegam antes aos pólos?

Para saber quem "ganha" a competição, temos filas que nos servem de orientação.

Para os cátions:
Cátions das famílias I e IIA e o  Al^{3+}  H^{+} < outros cátions

Para os ânions:
Ânions oxigenados <  OH^{-} < Ãnions não oxigenados < Ânions de halogênios

Quanto mais à direita nas filas, maior a facilidade dos íons chegarem aos pólos em questão. Desse modo, podemos notar que o  Cl^{-}  e o  H^{+} são mais fortemente atraídos pelos eletrodos, onde se formarão o gás cloro e o gás hidrogênio ( Cl_{2}  H_{2}, respectivamente). Vamos montar, então, as semirreações.

No pólo positivo (ânodo, onde ocorre oxidação):
 2 Cl^{-} (aq) →  Cl_{2} (g) + 2e

No pólo negativo (cátodo, onde ocorre redução):
2 H^{+} (aq) + 2e → H_{2} (g)

Obs: Formam-se moléculas diatômicas porque não existe hidrogênio ou cloro monoatômicos na natureza. As equações que eu montei foram balanceadas de acordo com essa ideia.

Somando-se as equações, pode-se cancelar os elétrons, uma vez que estes ora estão nos produtos ora nos reagentes. Além disso, estão em mesma quantidade em ambas as reações. Ao somar o que sobra, obtemos a equação global, que é dada por:

2 Cl^{-} + 2H^{+}  →  Cl_{2} + H_{2}

O que sobra na solução são os íons  OH^{-}  K^{+}, ou seja, temos uma solução de hidróxido de potássio (KOH), que deixa o meio básico (pH maior do que 7, em geral).

Análise das alternativas:

a) Falsa. A reação global dada não representa a eletrólise aquosa do cloreto de potássio.

b) Falsa. Não há liberação de  O_{2} , mas sim de gás hidrogênio e de gás cloro.

c) Falsa. A solução torna-se básica, como já havia dito. Mas se a solução tivesse meio ácido, de fato a adição de fenolftaleína faria com que a solução ficasse incolor.

d) Correta. Montei a semirreação acima, inclusive.

e) Falsa. Forma-se hidróxido de potássio. 

Espero ter ajudado. Qualquer dúvida é só falar.
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