Princípio da Eletólise do Eletrólito de Sulfato de Cobre

Eletrolise

A eletrolise é um processo eletroquímico pelo qual a corrente passa de um eletrodo para outro em uma solução ionizada que é um eletrólito. Nesse processo, íons positivos ou cátions se dirigem ao eletrodo negativo ou cátodo, e íons negativos ou ânions se dirigem ao eletrodo positivo ou ânodo.

Antes de entender o princípio da eletrolise, devemos saber o que é eletrólito ou definição de eletrólito

Definição de Eletrólito

Um eletrólito é uma substância química cujos átomos estão fortemente ligados por ligações iônicas, mas quando dissolvido em água, suas moléculas se separam em íons positivos e negativos. Os íons com carga positiva são chamados de cátions, enquanto os íons com carga negativa são chamados de ânions. Ambos, cátions e ânions, movem-se livremente na solução.

Princípio da Eletrolise

Nas ligações iônicas, um átomo perde seus elétrons de valência e outro átomo ganha elétrons. Como resultado, um átomo se torna um íon com carga positiva e o outro átomo se torna um íon com carga negativa. Devido às cargas opostas, ambos se atraem e formam uma ligação entre eles, chamada de ligação iônica. Na ligação iônica, a força atuante entre os íons é a força coulombiana, que é inversamente proporcional à permissividade do meio. A permissividade relativa da água é 80 a 20oC. Portanto, quando qualquer substância química com ligação iônica é dissolvida em água, a força de ligação entre os íons torna-se muito mais fraca, e, assim, suas moléculas se separam em cátions e ânions, movendo-se livremente na solução.

Agora, mergulharemos dois barras metálicas na solução e aplicaremos uma diferença de potencial elétrico entre as barras externamente por uma bateria.

Essas barras parcialmente imersas são tecnicamente referidas como eletrodos. O eletrodo conectado ao terminal negativo da bateria é conhecido como cátodo, e o eletrodo conectado ao terminal positivo da bateria é conhecido como ânodo. Os cátions com carga positiva, que se movem livremente, são atraídos pelo cátodo, e os ânions com carga negativa são atraídos pelo ânodo. No cátodo, os cátions positivos tomam elétrons do cátodo negativo, e no ânodo, os ânions negativos cedem elétrons ao ânodo positivo. Para que haja uma contínua troca e cedência de elétrons no cátodo e no ânodo, respectivamente, deve haver fluxo de elétrons no circuito externo do eletrolítico. Isso significa que a corrente continua a circular no loop fechado criado pela bateria, eletrolítico e eletrodos. Este é o princípio básico da eletrolise.

Eletrolise do Sulfato de Cobre

Sempre que sulfato de cobre ou CuSO4 é adicionado à água, ele se dissolve na água. Como o CuSO4 é um eletrólito, ele se separa em Cu+ + (cátion) e SO4 − − (ânion) e move-se livremente na solução.

Agora, mergulharemos dois eletrodos de cobre nessa solução.

Os íons Cu+ + (cátion) serão atraídos para o cátodo, ou seja, o eletrodo conectado ao terminal negativo da bateria. Ao chegar ao cátodo, cada íon Cu+ + tomará elétrons dele e se tornará átomos de cobre neutros.

Da mesma forma, os íons SO4 − − (ânion) serão atraídos pelo ânodo, ou seja, o eletrodo conectado ao terminal positivo da bateria. Assim, os íons SO4 − − se moverão em direção ao ânodo, onde cederão dois elétrons e se tornarão radical SO4.

Mas, como o radical SO4 não pode existir em estado elétricamente neutro, ele atacará o ânodo de cobre e formará sulfato de cobre.

No processo acima, após tomar elétrons, os átomos de cobre neutros se depositam no cátodo. Ao mesmo tempo, o SO4 reage com o ânodo de cobre e se torna CuSO4, mas na água, não pode existir como moléculas individuais. Em vez disso, o CuSO4 se separa em Cu+ +, SO4 − − e se dissolve na água. Portanto, pode-se concluir que, durante a