Físico-Química ⇒ Eletrólise em solução aquosa Tópico resolvido

[Auto Excluído (ID:18124)]

Seja a eletrólise de HCl em solução aquosa diluída, com eletrodos inertes, nesse caso, temos duas ionizações:
[tex3]HCl\rightarrow H^{+}+Cl^{-}[/tex3]
[tex3]H_2O\rightarrow H^{+}+OH^{-}[/tex3]

Nesse caso, apenas o HCl sofrerá eletrólise:

Ionização inicial: [tex3]2 HCl\rightarrow \cancel{H^+}+\cancel{2Cl}^-[/tex3]

No pólo negativo(redução catódica): [tex3]\cancel{2H^+}+\cancel{2e^-}\rightarrow H_2[/tex3]

No pólo positivo(oxidação anódica): [tex3]\cancel{2Cl^-}\rightarrow \cancel{2e^-}+Cl_2[/tex3]

Reação global da eletrólise: 2HCl [tex3]\rightarrow H_2+Cl_2[/tex3]


Havendo eletrólise apenas do HCl, a solução vai se tornando cada vez mais diluída em HCl e, portanto, cada vez menos ácida (o pH aumenta).

No exemplo que acabamos de expor, há eletrólise apenas do soluto

Por que o [tex3]H^+[/tex3] da água não poderia ter sofrido redução catódica? E como se faz no Latex para dar a flecha para cima na reação global nos produtos indicando que eles são gasosos?

[undefinied3]

Porque [tex3]10^{-7}[/tex3] é zero de concentração pra uma eletrólise, ou seja, não tem como ocorrer eletrólise de [tex3]H^+[/tex3] só pela água. Por isso que, se o [tex3]H^+[/tex3] ganhar do outro cátion e o meio for neutro, quem sofre eletrólise é a água e não o hidrônio.

[Auto Excluído (ID:18124)]

se o H+ ganhar do outro cátion e o meio for neutro, quem sofre eletrólise é a água e não o hidrônio.

Mas o hidrônio não tem como sofrer eletrólise, pois ele é um dos produtos da reação de ionização da água ou do ácido.

Evidentemente, o pólo negativo não pode distinguir os H⁺ provenientes do H₂SO₄ daqueles que provêm do H₂O, uma vez que todos os H⁺ são iguais entre si. Isso não tem importância; o que importa é respeitar o balanceamento dos elétrons, no processo global. Feltre, 6ª edição na reação de eletrólise do H₂SO₄ em meio aquoso.

Acho que o que vale então é o balanceamento de elétrons.

[undefinied3]

Acho que você não entendeu.
"Por que o [tex3]H^+[/tex3] dá água não poderia ter sofrido redução catódica"
Como você gostaria que isso acontecesse visto que há quantidades na ordem de [tex3]10^{-1}[/tex3] a [tex3]10^{-2}[/tex3] mols por litro de [tex3]H^+[/tex3] vindo de um ácido forte e apenas [tex3]10^{-7}[/tex3] da água? Probabilisticamente impossível. Além do mais, como eu disse, se a água em qualquer momento sofresse eletrólise, não seria do [tex3]H^+[/tex3] mas do [tex3]H_2O[/tex3].
E como assim o hidrônio não tem como sofrer eletrólise? Estamos discutindo justamente o fato dele sofrer, e se vai ser o da água ou o do ácido.

[Auto Excluído (ID:18124)]

Você disse que a água sofre eletrólise, mas é os produtos da sua dissociação [tex3]H_2O\rightarrow H^{+}+OH^{-}[/tex3] que sofrem. Mas nessa reação pela lei de Chatelier [tex3]H_2O\rightleftharpoons H^{+}+OH^{-}[/tex3] os hidrônios do ácido sulfúrico irão deslocar a reação para a esquerda, então os hidrônios da água serão como você falou insignificantes pois a [H⁺]<10^-7. Aliás de que jeito poderia deslocar essa reação da água para a esquerda?

[undefinied3]

Não, meu caro, entenda o que eu disse:
A água sofre eletrólise se o meio for neutro. Sim, a ÁGUA sofre eletrólise, não os íons. Se o meio é neutro, não tem concentração suficiente de íon pra que eles sofram eletrólise.
No caso, o meio tá ácido, então o [tex3]H^+[/tex3] é que sofre descarga, e ele vem todo do ácido.

Quanto ao seu comentário sobre o equilíbrio iônico da água, eu realmente não entendi. O [tex3]H^+[/tex3] que vem do ácido é o único que determina a concentração ácida do meio. O [tex3]OH^-[/tex3] que irá se deslocar para manter o produto iônico constante, e o tanto que ele varia é tão insignificante que a quantidade de H+ continua a mesma.
Não tem distinção do [tex3]H^+[/tex3] da água ou do ácido, é tudo [tex3]H^+[/tex3] para o equilíbrio, então "os hidrônios da água serão como você falou insignificantes pois a [H+]<[tex3]10^{-7}[/tex3]" isso está errado. A concentração de H+ será altíssima devido ao ácido, e devido ao ácido exclusivamente. O que será super baixo é a concentração das hidroxilas.

[Auto Excluído (ID:18124)]

Poderia dar um exemplo de reação com a água sofrendo eletrólise?

[undefinied3]

A do NaOH ou H2SO4
A primeira temos
2H2O+2e->H2+2OH-
H2O->2H+ + 1/2O2 + 2e

A segunda:
2H+ + 2e -> H2
H2O->2H+ +1/2O2+2e

[Auto Excluído (ID:18124)]

Não consegui fazer, na tabela de potenciais a única reação com a água que aparece é esta:

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[undefinied3]

Soma 2OH- dos dois lados na primeira e 2H+ dos dois lados na segunda.