Células eletrolíticas

As células eletrolíticas são um dispositivo eletroquímico para aumentar as reações de óxido não -espontâneo por meio da eletricidade

O que são células eletrolíticas?

As células eletrolíticas São dispositivos usados ​​para aumentar as reações químicas de redução não -espontânea por meio do uso da eletricidade. Em outras palavras, eles são células nas quais o processo de eletrólise é realizado e, portanto, seu nome.

É um tipo particular de células eletroquímicas. Isso significa que eles são dispositivos em que as espécies que oxidam e a que é reduzida não estão em contato direto, mas são encontradas em diferentes compartimentos ou reagem em eletrodos fisicamente separados.

Por esse motivo, a troca de elétrons entre a espécie oxidante e redutora não ocorre diretamente, mas através de um condutor externo.

No caso de a reação redox ocorrer espontaneamente, isto é, sem a ajuda de uma fonte de energia externa, falamos sobre células galvânicas.

Um exemplo é uma bateria de carro. Por outro lado, se a reação exigir uma fonte de energia externa, é uma célula eletrolítica.

Operação de células eletrolíticas

Toda célula eletrolítica é formada por alguns elementos básicos que são:

• Dois eletrodos chamados ânodo e cátodo.
• Uma solução da substância que pretendemos enviar à eletrólise ou, falhando nisso, essa mesma substância em um estado líquido (por exemplo, um sal fundido).
• Condutores elétricos.
• Uma fonte de energia elétrica.

O processo é realizado para reações que em condições normais não são espontâneas. Isso significa que eles são redução de reações de ferrugem cujo potencial celular, dadas as concentrações da espécie e as condições de temperatura e pressão, é negativo.

Isso implica que os elétrons não têm a tendência de ir da espécie que queremos oxidar em relação à qual queremos reduzir, mas na direção oposta. Ao aplicar uma tensão externa do sinal oposto, podemos investir o sinal do potencial celular, forçando a reação a ocorrer.

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Como qualquer reação redox, a eletrólise ocorre na forma de duas semi -reações que ocorrem separadamente nos dois eletrodos. Estes são chamados de cátodo e ânodo.

O cátodo

O cátodo é o eletrodo conectado ao pólo negativo da fonte de energia, e é onde ocorre a semi -reação da redução. É também o eletrodo para o qual os íons positivos são direcionados durante a eletrólise. De fato, é de onde vem o nome dos cátions.

Ao representar o processo de eletrólise na forma de um diagrama de células, a semi -luz de redução que ocorre no cátodo é sempre colocada no lado direito.

O ânodo

O ânodo é o eletrodo oposto ao cátodo. Isto é, é o eletrodo conectado ao poder positivo da fonte de energia e na qual ocorre a semi -luz da oxidação. É também o lugar para o qual os íons com carga negativa (os ânions) são direcionados e sempre representados no lado esquerdo do diagrama celular.

Fluxo de elétrons na célula eletrolítica

Quando os eletrodos estão conectados aos pólos opostos de uma fonte de energia que possui um potencial o suficiente, o circuito fecha e uma corrente elétrica é gerada. Esta corrente começa no ânodo, onde a espécie redutora oxida e perde elétrons.

Esses elétrons fluem através do condutor elétrico, impulsionado pela diferença de potencial até chegar ao cátodo. Uma vez na superfície do cátodo, os elétrons passam para a espécie oxidante, reduzindo -a e completando a reação redox.

Para que o fluxo de eletricidade possa continuar, os íons na solução ou o sal fundido se movem de um eletrodo para o outro. Cátions fluem para o cátodo e ânions em direção ao ânodo.

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Embora pareçam ser duas correntes em direções opostas, na realidade ambas as correntes vão na mesma direção. Isso ocorre porque os portadores de carga que se movem em direções opostas também têm cargas opostas.

Tipos de células eletrolíticas

Células eletrolíticas de solução aquosa

Estas são as células mais comuns. Eles simplesmente consistem em dois eletrodos de algum metal inerte submerso em uma solução salina aquosa que queremos enviar à eletrólise.

Eles servem apenas para reduzir as espécies que têm um potencial de redução mais positivo que o hidrogênio, desde que o pH seja neutro.

Por outro.

Células eletrolíticas de sais fundidos

Nos casos em que as espécies que queremos. Isso requer uma célula especial, como a célula de Downs.

Aplicações de células eletrolíticas

Células eletrolíticas são de grande importância na indústria. Algumas das aplicações mais importantes são:

Armazenamento de energia

A eletrólise permite converter energia potencial elétrica em potencial energia química. Espécies reduzidas e oxidadas durante o processo de eletrólise tornam -se novas espécies capazes de reagir espontaneamente, liberando a energia invertida novamente.

Produção de halogênios elementares

Os halogênios são de grande importância industrial. No entanto, eles não estão na natureza elementarmente, pois são substâncias oxidantes muito reativas. Por esse motivo, muitos dos halogênios só podem ocorrer através da eletrólise.

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Produção de metal puro

O mesmo que pode ser dito dos halogênios também pode ser dito dos metais mais reativos da tabela periódica. Elementos como metais alcalinos e de cobre só podem ser obtidos por eletrólise de sais derretidos e soluções aquosas.

Exemplos de células eletrolíticas na vida cotidiana

Eletrólise de fluoreto de sódio

A eletrólise de fluoreto de sódio fundido é utilizado industrialmente para a produção de sódio e flúor elementar. A flúor pode então ser usada para obter outros halogênios menos reativos.

Eletrólise de nitrato de cobre

Na produção industrial de cobre, isso é obtido através da eletrólise de soluções aquosas de seus sais. Além disso, o cobre também é purificado por eletrólise, oxidando e dissolvendo -o de um eletrodo e depositando -o no outro.

Eletrólise aquática

A eletrólise de uma solução aquosa de ácido sulfúrico decompõe o oxigênio e a água de hidrogênio e é uma das maneiras mais fáceis de obter esse último elemento em forma pura.

Referências

1. Corinto - Química Geral (S. F.). Células eletrolíticas. Retirado de Corinto.PUCP.Edu.educaçao Fisica.
2. Ecurido (s. F.). Célula eletrolítica. Retirado de Ecurido.Cu.
3. Luis Manuel (2014). Tipos de células eletroquímicas. Retirado de Prezi.com.
4. Pare p., Yo. (2021). O que é uma célula eletrolítica? Retirado de Yubrain.com.