A eletrólise consiste na utilização de células electrolíticas para decompor substâncias através da aplicação de energia eléctrica.
Estas células são constituídas por um eletrólito e dois eléctrodos (cátodo e ânodo).
Os iões no eletrólito sofrem reacções redox impulsionadas por uma fonte de energia externa.
Os principais tipos de células em eletrólise incluem as utilizadas para a purificação de metais, galvanoplastia e decomposição de compostos como a água e a bauxite.
Compreender o papel dos aniões e catiões e os processos de oxidação e redução nos eléctrodos é crucial para a utilização e aplicação eficazes das células electrolíticas em vários processos industriais.
5 pontos-chave explicados: O que precisa de saber sobre as células electrolíticas
1. Componentes de uma célula electrolítica:
Eletrólito: Uma substância ou mistura que contém iões móveis que podem conduzir eletricidade e sofrer eletrólise. Pode ser uma solução salina ou um sal fundido.
Eléctrodos: Dois condutores metálicos ou electrónicos, o cátodo (carregado negativamente) e o ânodo (carregado positivamente), que facilitam as reacções redox.
Fonte de alimentação externa: Fornece corrente eléctrica contínua (CC) para conduzir as reacções redox não espontâneas.
2. Processo de Eletrólise:
Migração de iões: Os iões positivos (catiões) migram para o cátodo, onde são reduzidos ao ganharem electrões. Os iões negativos (aniões) migram para o ânodo, onde são oxidados por perda de electrões.
Reacções Redox: A transferência de electrões dos aniões para os catiões resulta na decomposição da substância, convertendo energia eléctrica em energia química.
3. Aplicações das células electrolíticas:
Purificação de metais e Electrowinning: Usado para produzir metais de alta pureza como alumínio, cobre, zinco e chumbo.
Eletrodeposição: Envolve a deposição de uma camada fina de um metal sobre outro material utilizando uma célula electrolítica.
Decomposição de compostos: Os exemplos incluem a decomposição da água em hidrogénio e oxigénio, e da bauxite em alumínio e outros produtos químicos.
4. Tipos de células electrolíticas:
Células de Electrorrefinação: Utilizadas para purificar metais através da remoção de impurezas por eletrólise.
Células de electrolise: Utilizadas para a extração de metais dos seus minérios por eletrólise.
Células de eletrodeposição: Utilizadas para revestir um metal com outro para melhorar propriedades como a resistência à corrosão ou a aparência.
5. Papel dos iões na eletrólise:
Catiões: Iões positivos que são atraídos para o cátodo, onde sofrem redução.
Aniões: Iões negativos que são atraídos para o ânodo, onde sofrem oxidação.
6. Conversão de energia em células electrolíticas:
Energia eléctrica para energia química: As células electrolíticas convertem energia eléctrica em energia química através de reacções redox não espontâneas.
Reacções espontâneas vs. não espontâneas: As células electrolíticas são utilizadas para reacções não espontâneas que requerem uma fonte de energia externa para prosseguir.
A compreensão destes pontos-chave é essencial para qualquer pessoa envolvida na compra e utilização de equipamento de laboratório relacionado com a eletrólise, uma vez que assegura a seleção e aplicação corretas de células electrolíticas para processos químicos e aplicações industriais específicos.
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