Físico-Química ⇒ Eletrólise Aquosa Tópico resolvido

[shomata]

Sabendo que os íons [tex3]H^{+}[/tex3] e [tex3]OH^{-}[/tex3] têm mais facilidade de redução e oxidação respectivamente, escreva as equações do ânodo e do cátodo quando em:

A) Solução salina

B) Solução básica

C) Solução ácida

Resposta:
A)
Reação no ânodo:
2 H2O(l) [tex3]\rightarrow O2(g) + 4H^{+}(aq) + 4eletrons[/tex3]
Reação no cátodo:
2 H2O(l) + 2eletrons [tex3]\rightarrow H2(g) + 2OH^{-}(aq)[/tex3]

B)
Reação no ânodo:
[tex3]4OH^{-}(aq)[/tex3] [tex3]\rightarrow O2(g) + 2H20(l) + 4eletrons[/tex3]
Reação no cátodo:
2 H2O + 2eletrons [tex3]\rightarrow H2(g) + 2OH^{-}(aq)[/tex3]

C)
Reação no ânodo:
2 H2O(l) [tex3]\rightarrow O2(g) + 4H^{+}(aq) + 4eletrons[/tex3]
Reação no cátodo:
[tex3]2H^{+}(aq)[/tex3] + 2eletrons [tex3]\rightarrow H2(g)[/tex3]



Tô já algumas semanas quebrando a cabeça para entender esse exercício, muito grato.

[JigsawMOD]

shomata, o que complicou nesta questão foi que o gabarito apresentou as equações mais complexas para produção de O2 e H2 nos respectivos eletrodos, existem equaçoes mais simples que aquelas:

A) Solução salina = utilizaremos o KNO3

Desta forma temos a decomposição do KNO3 e da H2O:

[tex3]KNO3\rightarrow K^{+}+NO^{-}[/tex3](não participa da reação)
[tex3]2H_2O\rightarrow 2H^++2OH^-[/tex3]
pólo positivo (ânodo): [tex3]2\ OH^-\rightarrow H2O+\frac{1}{2}O2+2e^-[/tex3]
pólo negativo (catodo): [tex3]2H^{+}+2e^-\rightarrow H_2[/tex3]

======================================================================

[tex3]H2O\rightarrow H2+\frac{1}{2}O2[/tex3] (reação global)


B) Solução básica = utilizaremos o NaOH

Desta forma temos a decomposição do NaOH e da H2O:

[tex3]NaOH\rightarrow Na^{+}+OH^{-}[/tex3](não participa da reação)
[tex3]2H_2O\rightarrow 2H^++2OH^-[/tex3]
pólo positivo (ânodo): [tex3]2\ OH^-\rightarrow H2O+\frac{1}{2}O2+2e^-[/tex3]
pólo negativo (catodo): [tex3]2H^{+}+2e^-\rightarrow H_2[/tex3]

======================================================================

[tex3]H2O\rightarrow H2+\frac{1}{2}O2[/tex3] (reação global)


C) Solução ácida = utilizaremos o HF

Desta forma temos a decomposição do HF e da H2O:

[tex3]HF\rightarrow H^{+}+F^{-}[/tex3](não participa da reação)
[tex3]2H_2O\rightarrow 2H^++2OH^-[/tex3]
pólo positivo (ânodo): [tex3]2\ OH^-\rightarrow H2O+\frac{1}{2}O2+2e^-[/tex3]
pólo negativo (catodo): [tex3]2H^{+}+2e^-\rightarrow H_2[/tex3]

======================================================================

[tex3]H2O\rightarrow H2+\frac{1}{2}O2[/tex3] (reação global)

Note que como foi indicado no enunciado que os íons H+ e OH- têm mais facilidade de redução e oxidação, respectivamente, torna-se desnecessário a utilização de TABELA de facilidade de descarga, apenas coloquei substâncias ácida, basica e salina para ilustrar melhor as eletrólise, mas elas acabam não participando da reação global.