Aula de química para o Enem - Eletroquímica: Eletrólise - Módulo 3

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Aula de química para o Enem - Eletroquímica: Eletrólise - Módulo 3

  1. 1. Eletroquímica / Eletrólise – Módulo 3 ENEM quimicasemmedo.blogspot.com Prof. Máiquel Vieira
  2. 2. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comELETRÓLISE
  3. 3. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com PILHAS ou BATERIAS: espontâneo Energia Energia Química Elétrica ELETRÓLISE: não-espontâneoELABORAÇÃO: Prof. Máiquel Vieira
  4. 4. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comELETRÓLISE – é um processo não-espontâneo, em que a passagemde corrente elétrica através deum sistema líquido, no qualexistam íons, produz reaçõesquímicas
  5. 5. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com• Ligação iônica: Cloreto de sódio - NaClTêndência natural do sódio: doação elétrons (PROCESSO ESPONTÂNEO)Têndência natural do cloro: receber elétrons (PROCESSO ESPONTÂNEO)
  6. 6. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comDescarga de íons (Processo não-espontâneo)Cátions vão receber elétrons Na+ + 1é  Na(s) Ânions irão doar elétrons 2Cl-  Cl2(g) + 2é
  7. 7. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com ELETRÓLISE não-espontâneo descarga de íonsELABORAÇÃO: Prof. Máiquel Vieira
  8. 8. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comELETRÓLISE – é um processo não-espontâneo, em que a passagemde corrente elétrica provoca adescarga de íons
  9. 9. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comSubstâncias submetidas a eletrólise (Íons livres): •Substâncias iônicas fundidas •Substâncias dissociadas ou ionizadas em meio aquoso Para que um sistema sofra eletrólise é necessário a presença de íons livres, que serão descarregados durante o processo.
  10. 10. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comTIPOS DE ELETRÓLISE: •Eletrólise ígnea (ausência de água) •Eletrólise em meio aquoso
  11. 11. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comELETRÓLISE IGNEA
  12. 12. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comO que é necessário? •Gerador (pilha) ou Fonte de corrente contínua •Cuba eletrolítica •Aquecedores •Eletrodos inertes de platina ou grafita (carvão)
  13. 13. MACETE: Ânion vai pra o Ânodo e o Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com Cátion vai para o Cátodo. Eletrólise do cloreto de sódio (NaCl) Passo 1: Fundir a substância para que os íons fiquem livres NaCl(s)  NaCl(l)Passo 2: Ligar a fonte de corrente contínua. Inicio das reações de oxido-redução.Ocorrem as descargas dos íons. Cátions vão receber 2Na+ + 2é  2Na(s) Cátodo (redução) elétrons Ânions irão doar elétrons 2Cl-  Cl2(g) + 2é Ânodo (oxidação)
  14. 14. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comAnálise da reação global Cátodo 2Na+ + 2é  2Na(s) Ânodo 2Cl-  Cl2(g) + 2éReação Global 2Na+ + 2Cl-  2Na(s) + Cl2(g)
  15. 15. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comELETRÓLISE EM MEIO AQUOSO
  16. 16. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comO que é necessário? •Gerador (pilha) ou Fonte de corrente contínua •Cuba eletrolítica •Eletrodos inertes de platina ou grafita (carvão) • ÁGUA + SUBSTÂNCIA IONIZADA OU DISSOCIADA (na figura exemplo: NaCl)
  17. 17. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comExemplo 1: ELETRÓLISE AQUOSA DO CLORETO DE SÓDIO
  18. 18. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comO que é necessário? •Gerador (pilha) ou Fonte de corrente contínua •Cuba eletrolítica •Eletrodos inertes de platina ou grafita (carvão) H2O + NaCl
  19. 19. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com Na+ , Cl- , H2O ( H+ + OH-) DISPUTANa++vs H + Na vs HO 2 Cl-- vs H2O OH-
  20. 20. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comComo saber “a ordem do favorito aocinturão”, ou seja, a ordem de descarga? Noteque somente um poderá vencer no UFC!!!! Na+ vs H+ Cl- vs OH-
  21. 21. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comORDEM DEDESCARGADOS ÍONS
  22. 22. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comCátions (ordem de descarga = favorito) Metais alcalinos (Na+ e K+) Metais alcalinos terrosos (Mg+2 e Ca+2) Alumínio (Al+3) H+ os outros cátions...ex.: (Mn+2 , Zn+2 , Fe+2 , Cu+2 , Ag+ , Au+)
  23. 23. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comÂnions (ordem de descarga = favorito) F- ânions oxigenados (SO4-2 e NO3-) OH- HSO4- Ânions não oxigenados (Cl-1, Br-1, I-1 )
  24. 24. Prof. Maiquel Vieiraengmaiquel@gmail.com
  25. 25. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comAtenção !!!!
  26. 26. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comParadinha para pensar !!!!
  27. 27. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comExemplo 2: ELETRÓLISE AQUOSA DO SULFATO DE COBRE
  28. 28. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comO que é necessário? •Gerador (pilha) ou Fonte de corrente contínua •Cuba eletrolítica •Eletrodos inertes de platina ou grafita (carvão) H2O + CuSO4
  29. 29. Prof. Maiquel Vieiraengmaiquel@gmail.com
  30. 30. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comAtenção !!!!
  31. 31. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comAPECTOS QUANTITATIVOS DA ELETRÓLISE
  32. 32. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comDescobertas de FARADAYFaraday descobriu que íons de um metal são depositados no estadosólido quando uma corrente elétrica circula através de uma soluçãoiônica de um sal do metal O número de elétrons que circula depende da corrente elétrica.
  33. 33. Prof. Maiquel Vieiraengmaiquel@gmail.com
  34. 34. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.comÉ Praticando que se aprende !!!
  35. 35. Prof. Maiquel Vieiraengmaiquel@gmail.com
  36. 36. Prof. Maiquel Vieiraengmaiquel@gmail.com
  37. 37. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com Caiu no ENEM 2010 !!!A eletrólise é muito empregada na indústria com o objetivo de reaproveitar partedos metais sucateados. O cobre, por exemplo, é um dos metais com maiorrendimento no processo de eletrólise, com uma recuperação de proximadamente99,9%. Por ser um metal de alto valor de alto valor comercial e de múltiplasaplicações, sua recuperação torna-se viável economicamente.Suponha que, em um processo de recuperação de cobre puro, tenha-se eletrolisadouma solução de sulfato de cobre (II) (CuSO4) durante 3 h, empregando-se umacorrente elétrica de intensidade igual a 10 A. A massa de cobre puro recuperada éde aproximadamente (Dados: Constante de Faraday = 96500 C; Cu = 63,5 g/mol)a) 0,02 gb) 0,04 gc) 2,40 gd) 35,5 ge) 71,0 g
  38. 38. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com Bibliografia: USBERCO, João; Salvador, Edgard. Química Volume Único. 5ª.ed. São Paulo: Saraiva, 2002. 672 p. FELTRE, Ricardo. Fundamentos de Química: vol. único. 4ª.ed. São Paulo: Moderna, 2005. 700 p. BRADY, James; Humston, Gerard. Química Geral: vol. 1. 2ª.ed. Livros Técnicos e Científicos. 202 p. Imagens: http://www.google.com.br/imghp?hl=pt-BR&tab=wiELABORAÇÃO: Prof. Máiquel Vieira
  39. 39. Prof. Maiquel Vieiraengmaiquel@gmail.com
  40. 40. Prof. Maiquel Vieiraengmaiquel@gmail.com

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