Question

Sobre eletrólise em meio aquoso

Queria saber por que na eletrólise em meio aquoso é necessário prever a ordem de descarga. Como a água ioniza muito pouco, isso não significa que poucos íons dela sofreriam eletrólise e aí seria possível realizar eletrólise com o íon do sal?

Answer 1

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Na eletrólise em meio aquoso, é necessário prever a ordem de descarga dos íons sobre os eletrodos (redução de um cátion no catodo e oxidação de um ânion no anodo).

Isso porque além dos íons provenientes do eletrólito dissolvido, temos também aqueles que vêm da autoionização da água:

$\mathsf{H_2 O_{(\mathit{l})}\longrightarrow H^+_{(aq)}+OH^-_{(aq)}}$


Mas como saber qual íon descarrega primeiro, em meio a tantos que estão dissolvidos na solução?

A regra é simples:  em cada eletrodo sempre descarregará um íon, e este é o que for menos reativo.

Por exemplo:

•   cátions dos metais menos eletropositivos têm maior tendência a receber elétrons (sofrerem redução no catodo).

•   ânions:   os ânions dos ametais menos eletronegativos têm maior a tendência a doar elétrons (sofrerem oxidação no anodo).

Existe uma tabela com a facilidade de descarga dos íons, que pode ser consultada sempre que necessário para ajudar a saber qual deles sofrerá oxirredução.

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Quanto a pergunta feita:

"Como a água ioniza muito pouco, isso não significa que poucos íons dela sofreriam eletrólise e aí seria possível realizar eletrólise com o íon do sal?"


Depende do eletrólito que foi dissolvido.

Tomemos como exemplo a eletrólise de uma solução aquosa de sulfato de cobre (II):

$\mathsf{CuSO_4.}$


O sal sofre dissociação na água de acordo com a equação seguinte:

$\mathsf{CuSO_4\longrightarrow Cu^{2+}\,_{(aq)}+SO_4^{2-}_{(aq)}}$


Agora, temos na solução:

•   cátions:   $\mathsf{Cu^{2+}}$ (do sal)  e  $\mathsf{H^+}$  (da autoionização da água).

•   ânions:   $\mathsf{SO_4^{2-}}$ (do sal)  e  $\mathsf{OH^-}$  (da autoionização da água).


Se fizermos eletrólise com esta solução, qual íon seria descarregado em cada eletrodo?

Como o $\mathsf{Cu^{2+}}$ tem maior facilidade de descarga que o $\mathsf{H^+},$ o $\mathsf{Cu^{2+}}$ sofre redução no catodo, produzindo $\mathsf{Cu_{(s)}.}$

Por outro lado, o $\mathsf{OH^-}$ tem maior facilidade de descarga que o $\mathsf{SO_4^{2-},}$ então o $\mathsf{OH^-}$ seria oxidado no anodo, formando gás oxigênio.

Veja que neste último caso, o ânion que foi oxidado não veio do sal. Os íons sulfato permanecem dissolvidos sem sofrer oxidação.


Convém lembrar também que autoionização da água ocorre em caráter de equilíbrio químico. As três entidades – água líquida e os íons $\mathsf{H^+}$ e $\mathsf{OH^-}$ – sempre estarão presentes na solução aquosa. Nenhum desses íons se "esgota" durante a eletrólise. Enquanto houver água na solução, sempre vai ter $\mathsf{H^+}$ e $\mathsf{OH^-}$ em certa proporção.


Bons estudos! :-)