{"id":145381,"date":"2019-10-28T10:51:14","date_gmt":"2019-10-28T12:51:14","guid":{"rendered":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/?p=145381"},"modified":"2019-10-28T11:37:10","modified_gmt":"2019-10-28T13:37:10","slug":"eletrolise-da-agua","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/quimica\/eletrolise-da-agua","title":{"rendered":"Eletr\u00f3lise da \u00e1gua"},"content":{"rendered":"

Defini\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n

Eletr\u00f3lise<\/strong> \u00e9 a passagem de uma corrente el\u00e9trica direta atrav\u00e9s de uma solu\u00e7\u00e3o contendo \u00edons (para n\u00f3s, \u00e1gua e eletr\u00f3lito).<\/p>\n

A eletr\u00f3lise produz altera\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas nos eletrodos.<\/p>\n

O que \u00e9<\/strong><\/p>\n

A eletr\u00f3lise da \u00e1gua \u00e9 um processo que utiliza uma corrente el\u00e9trica para dividir as mol\u00e9culas de \u00e1gua em hidrog\u00eanio e oxig\u00eanio.<\/p>\n

\u00c9 frequentemente realizado como um experimento em laborat\u00f3rios de ci\u00eancias do ensino m\u00e9dio e foi estudado como um m\u00e9todo de obten\u00e7\u00e3o de combust\u00edvel de hidrog\u00eanio.<\/p>\n

A partir de 2010, no entanto, a eletr\u00f3lise da \u00e1gua n\u00e3o havia encontrado amplo uso comercial ou industrial.<\/p>\n

O processo requer tr\u00eas componentes:<\/strong> uma fonte el\u00e9trica, dois eletrodos e \u00e1gua.<\/p>\n

A \u00e1gua pura n\u00e3o \u00e9 usada na eletr\u00f3lise – a \u00e1gua pura inibe a condu\u00e7\u00e3o el\u00e9trica. Para permitir que a corrente el\u00e9trica passe pela \u00e1gua, \u00e9 preciso adicionar subst\u00e2ncias a ela.<\/p>\n

Essas subst\u00e2ncias se dissolvem para formar algo chamado eletr\u00f3litos.<\/p>\n

Um eletr\u00f3lito \u00e9 qualquer subst\u00e2ncia que conduz eletricidade.<\/p>\n

Os eletr\u00f3litos s\u00e3o capazes de conduzir eletricidade porque s\u00e3o compostos de \u00e1tomos ou mol\u00e9culas carregados eletricamente chamados \u00edons.<\/p>\n

Embora a \u00e1gua seja composta de \u00edons hidrog\u00eanio e oxig\u00eanio, a pr\u00f3pria mol\u00e9cula de \u00e1gua possui uma carga el\u00e9trica neutra.<\/p>\n

Sal ou algumas gotas de um \u00e1cido ou base s\u00e3o comumente adicionados \u00e0 \u00e1gua para formar uma solu\u00e7\u00e3o eletrol\u00edtica.<\/p>\n

Baterias, uma fonte de energia de corrente cont\u00ednua (CC) ou pain\u00e9is el\u00e9tricos solares s\u00e3o comumente usados para fornecer eletricidade para a eletr\u00f3lise da \u00e1gua.<\/p>\n

Dois eletrodos s\u00e3o conectados \u00e0 fonte el\u00e9trica e imersos em um recipiente de \u00e1gua.<\/p>\n

Quando a eletricidade \u00e9 aplicada, as mol\u00e9culas de \u00e1gua come\u00e7am a se dividir, formando \u00edons inst\u00e1veis de hidrog\u00eanio ((H+<\/sup>) e hidr\u00f3xido (OH–<\/sup>).<\/p>\n

Os \u00edons hidrog\u00eanio, que n\u00e3o possuem el\u00e9trons, est\u00e3o carregados positivamente. Eles migram em dire\u00e7\u00e3o ao eletrodo negativo, onde el\u00e9trons livres est\u00e3o fluindo para a \u00e1gua. Aqui, os \u00edons hidrog\u00eanio ganham um el\u00e9tron para formar \u00e1tomos de hidrog\u00eanio est\u00e1veis. Os \u00e1tomos de hidrog\u00eanio individuais se combinam para formar mol\u00e9culas de hidrog\u00eanio (H2<\/sup>), que borbulham na superf\u00edcie.<\/p>\n

Esta rea\u00e7\u00e3o pode ser expressa como: <\/strong>2 H+<\/sup> + 2 e–<\/sup> \u00a0H 2.<\/p>\n

Por outro lado, os \u00edons hidr\u00f3xido transportam muitos el\u00e9trons. Eles migram em dire\u00e7\u00e3o ao eletrodo positivo, onde os el\u00e9trons extras s\u00e3o removidos e atra\u00eddos para o circuito el\u00e9trico. Isso deixa mol\u00e9culas de oxig\u00eanio e \u00e1gua.<\/p>\n

Esta rea\u00e7\u00e3o pode ser expressa como:<\/strong> 4 OH–<\/sup>– 4 e–<\/sup> \u00a0O2<\/sub> + 2H2<\/sub>O.<\/p>\n

As mol\u00e9culas de oxig\u00eanio borbulham para a superf\u00edcie.<\/p>\n

Embora a eletr\u00f3lise da \u00e1gua tenha sido confinada principalmente aos laborat\u00f3rios, o uso do hidrog\u00eanio como fonte de energia limpa trouxe um interesse renovado.<\/p>\n

Encontrar uma fonte de energia limpa para impulsionar a rea\u00e7\u00e3o, no entanto, apresenta preocupa\u00e7\u00f5es pr\u00e1ticas e ambientais. A eletr\u00f3lise da \u00e1gua n\u00e3o \u00e9 eficiente nem barata.<\/p>\n

Os custos de combust\u00edvel t\u00eam sido um grande obst\u00e1culo. O impacto ambiental da gera\u00e7\u00e3o el\u00e9trica \u00e9 outro. Em particular, o di\u00f3xido de carbono liberado pelas usinas termel\u00e9tricas deve ser considerado.<\/p>\n

Essas dificuldades ambientais e tecnol\u00f3gicas podem n\u00e3o ser intranspon\u00edveis.<\/p>\n

At\u00e9 serem superadas, no entanto, a hidr\u00f3lise da \u00e1gua permanece uma fonte impratic\u00e1vel para atender \u00e0s necessidades energ\u00e9ticas da sociedade.<\/p>\n

Usos da eletr\u00f3lise<\/strong><\/p>\n

As pessoas usam a e<\/strong>letr\u00f3lise geralmente para melhorar sua apar\u00eancia pessoal, mas o processo tamb\u00e9m \u00e9 usado na fabrica\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Os usos da eletr\u00f3lise s\u00e3o limitados pelas liga\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas que podem ser constru\u00eddas ou destru\u00eddas.<\/p>\n

O mais conhecido de todos os usos da eletr\u00f3lise \u00e9, sem d\u00favida, a depila\u00e7\u00e3o. Este tipo de eletr\u00f3lise \u00e9 usado para fins est\u00e9ticos. Ele funciona destruindo o fol\u00edculo piloso, produzindo o fio indesejado do cabelo.<\/p>\n

As pessoas costumam escolher a eletr\u00f3lise para depila\u00e7\u00e3o por esse motivo, porque a destrui\u00e7\u00e3o do fol\u00edculo piloso resulta em uma depila\u00e7\u00e3o mais permanente.<\/p>\n

A eletr\u00f3lise induz rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas que de outra forma n\u00e3o aconteceriam, o que significa que h\u00e1 v\u00e1rios usos da eletr\u00f3lise na fabrica\u00e7\u00e3o industrial.<\/p>\n

Por exemplo, algumas empresas o utilizam para tornar certos metais mais resistentes \u00e0 corros\u00e3o, um processo conhecido como anodiza\u00e7\u00e3o. As pessoas tamb\u00e9m usam eletr\u00f3lise para gravar e decorar superf\u00edcies met\u00e1licas, bem como para camadas de metais, para torn\u00e1-las mais fortes. A t\u00e9cnica tamb\u00e9m \u00e9 \u00fatil para eletrometalurgia, que \u00e9 a separa\u00e7\u00e3o e purifica\u00e7\u00e3o de metais.<\/p>\n

Os usos da eletr\u00f3lise tamb\u00e9m incluem a separa\u00e7\u00e3o de mol\u00e9culas de \u00e1gua em seus elementos b\u00e1sicos de hidrog\u00eanio e oxig\u00eanio. Essa t\u00e9cnica \u00e9 \u00fatil em ambientes severos ou restritos. Os astronautas, por exemplo, obt\u00eam o oxig\u00eanio necess\u00e1rio atrav\u00e9s da eletr\u00f3lise, assim como os que viajam em submarinos.<\/p>\n

Outro dos usos da eletr\u00f3lise \u00e9 a cria\u00e7\u00e3o de subst\u00e2ncias. Clorato de s\u00f3dio, cloreto de pot\u00e1ssio, cloro e alum\u00ednio s\u00e3o produzidos por eletr\u00f3lise. Outras subst\u00e2ncias criadas por eletr\u00f3lise s\u00e3o magn\u00e9sio e c\u00e1lcio.<\/p>\n

Essas subst\u00e2ncias s\u00e3o usadas para tarefas como constru\u00e7\u00e3o, branqueamento e esteriliza\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Os indiv\u00edduos tamb\u00e9m podem estudar solu\u00e7\u00f5es usando eletr\u00f3lise, um campo conhecido como polarografia.<\/p>\n

O princ\u00edpio da polarografia \u00e9 que se pode realizar an\u00e1lises qualitativas ou quantitativas comparando a quantidade de tens\u00e3o aplicada \u00e0 solu\u00e7\u00e3o com a quantidade de corrente que passa atrav\u00e9s da solu\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

A polarografia trabalha com os dois princ\u00edpios principais:<\/strong> o primeiro princ\u00edpio \u00e9 que a quantidade de corrente passada por uma solu\u00e7\u00e3o \u00e9 proporcional \u00e0 quantidade de elementos separados.<\/p>\n

O segundo princ\u00edpio \u00e9 que a massa dos elementos separados \u00e9 igual \u00e0 massa at\u00f4mica dos elementos, desde que o pesquisador aplique um divisor integral.<\/p>\n

Os usos da eletr\u00f3lise exigem que cientistas e fabricantes tenham uma compreens\u00e3o completa da qu\u00edmica nos n\u00edveis molecular e at\u00f4mico.<\/p>\n

Isso ocorre porque a seguran\u00e7a do cientista ou fabricante depende da produ\u00e7\u00e3o de rea\u00e7\u00f5es previs\u00edveis, produzindo subst\u00e2ncias ou liga\u00e7\u00f5es previs\u00edveis e seguras.<\/p>\n

A eletr\u00f3lise n\u00e3o \u00e9 adequada quando o processo cria riscos qu\u00edmicos.<\/p>\n

Resumo<\/strong><\/p>\n

O hidrog\u00eanio \u00e9 um vetor de energia promissor para o futuro.<\/p>\n

Entre os diferentes m\u00e9todos de produ\u00e7\u00e3o, a eletr\u00f3lise da \u00e1gua tem atra\u00eddo grande aten\u00e7\u00e3o por ser uma tecnologia qu\u00edmica sustent\u00e1vel e renov\u00e1vel.<\/p>\n

Assim, o hidrog\u00eanio representa um vetor de energia adequado para o armazenamento de energias intermitentes.<\/p>\n

A \u00e1gua pode ser decomposta passando uma corrente el\u00e9trica atrav\u00e9s dela. Quando isso acontece, os el\u00e9trons da corrente el\u00e9trica causam uma rea\u00e7\u00e3o de redu\u00e7\u00e3o da oxida\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Em um eletrodo, chamado c\u00e1todo, os el\u00e9trons passam para a solu\u00e7\u00e3o e causam uma redu\u00e7\u00e3o. No outro eletrodo, chamado \u00e2nodo, os el\u00e9trons deixam a solu\u00e7\u00e3o completando o circuito e causam uma oxida\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Para realizar a eletr\u00f3lise, a solu\u00e7\u00e3o deve conduzir corrente el\u00e9trica. A \u00e1gua pura \u00e9 um condutor muito ruim. Para melhorar a condu\u00e7\u00e3o da \u00e1gua, podemos adicionar um eletr\u00f3lito \u00e0 \u00e1gua. Isso introduz outro problema, no entanto.<\/p>\n

Muitos eletr\u00f3litos que adicionamos eletrolizam mais facilmente que a \u00e1gua. Os \u00edons sulfato n\u00e3o eletrolizam t\u00e3o facilmente quanto a \u00e1gua; portanto, os sulfatos s\u00e3o frequentemente usados para aumentar a condutividade da \u00e1gua.<\/p>\n

Em um dos eletrodos, el\u00e9trons (de uma fonte de corrente como uma bateria) s\u00e3o adicionados \u00e0s mol\u00e9culas de \u00e1gua (desde que os el\u00e9trons s\u00e3o adicionados, esse \u00e9 o terminal negativo da bateria).<\/p>\n

A redu\u00e7\u00e3o a seguir ocorre no c\u00e1todo, produzindo g\u00e1s hidrog\u00eanio.<\/p>\n

2H2<\/sub>O + 2e–<\/sup>\u00a0\u00a0 \u00a0 H2<\/sub>(g) + 2OH– <\/sup>Redu\u00e7\u00e3o = c\u00e1todo<\/p>\n

No outro eletrodo, os el\u00e9trons s\u00e3o removidos da \u00e1gua (portanto, \u00e9 a extremidade positiva da bateria) e entram no eletrodo. Isso completa o circuito para que a corrente possa fluir.<\/p>\n

Nesse eletrodo, chamado \u00e2nodo, a \u00e1gua \u00e9 oxidada:<\/strong><\/p>\n

H2<\/sub>O 1\/2O2<\/sub> (g) + 2H+<\/sup> + 2e Oxida\u00e7\u00e3o = \u00e2nodo<\/p>\n

Como uma oxida\u00e7\u00e3o n\u00e3o pode ocorrer sem redu\u00e7\u00e3o, essas duas rea\u00e7\u00f5es devem ocorrer ao mesmo tempo. Se os juntarmos e cancelarmos termos semelhantes, obteremos a rea\u00e7\u00e3o geral l\u00edquida.<\/p>\n

2H2<\/sub>O + 2e– <\/sup> H2<\/sub>(g) + 2OH<\/p>\n

H2<\/sub>O 1\/2O2<\/sub> (g) + 2H+ <\/sup>+ 2e–<\/sup><\/p>\n

______________________________________________<\/sup><\/p>\n

3<\/span>H2<\/sub>O + 2e<\/span>– <\/sup> H2<\/sub> + 1\/2O2<\/sub> (g) + 2H<\/span>2<\/span><\/sub>O <\/span>+ 2e<\/span>–<\/span><\/sup><\/p>\n

que \u00e9 o mesmo que:<\/strong><\/p>\n

H2<\/sub>O H2<\/sub> + 1\/2O2<\/sub> (g)<\/p>\n

Fonte:<\/strong> chem.libretexts.org\/www1.lsbu.ac.uk\/www.studentenergy.org\/www.wisegeek.org\/www.digipac.ca\/chemed.chem.purdue.edu\/science.jrank.org<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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