Descarga seletiva de cátions e ânions

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A descarga seletiva de cátions e ânions é o critério que indica quais são os íons que sofrerão oxidação e redução em uma eletrólise aquosa.
Representação dos íons da solução de NaCl que sofrem descarga seletiva
Representação dos íons da solução de NaCl que sofrem descarga seletiva

Sempre que uma eletrólise em meio aquoso está sendo realizada, a descarga seletiva de cátions e ânions é fundamental, pois, no meio (solução) em que o processo está ocorrendo, sempre existem dois cátions e dois ânions.

Como a eletrólise ocorre em meio aquoso, a água fornece o cátion hidrônio (H+) e o ânion hidróxido (OH-). O outro cátion e o outro ânion pertencem geralmente a um sal inorgânico que foi dissolvido na água, o que favorece a dissociação ou liberação de íons por parte do sal.

O termo descarga seletiva de cátions e ânions é utilizado porque apenas um dos dois cátions e um dos ânions presentes na solução serão influenciados pela corrente elétrica fornecida durante a realização da eletrólise.

Durante a eletrólise, o cátion sofre redução, e o ânion sofre oxidação. Na eletrólise em meio aquoso, apenas um dos cátions presentes sofrerá redução, assim como apenas um dos ânions sofrerá a oxidação, o que caracteriza a descarga seletiva.

 

Qual dos cátions sofrerá descarga seletiva?

Para saber se o hidrônio ou o outro cátion presente na solução sofrerá descarga seletiva, basta conhecer a ordem decrescente de prioridade seletiva:

Qualquer outro cátion > H+ > famílias IA, IIA ou IIIA

 

Quanto maior a eletropositividade do cátion, menor a chance de ele sofrer a descarga.

a) Quando o hidrônio (H+) sofre descarga seletiva

Quando o cátion hidrônio descarrega de forma seletiva, forma a substância simples gás hidrogênio (H2) em decorrência da redução, na qual o cátion recebe elétrons, como representado a seguir:

2 H+ + 2 e → H2(g)

 

b) Quando o ânion diferente do hidrônio sofre descarga seletiva

Quando um cátion (Y+) diferente do hidrônio descarrega de forma seletiva, forma uma substância simples metálica (geralmente sólida, com exceção do mercúrio, que é líquido), também em decorrência do fenômeno da redução, como representado a seguir:

Y+ + e → Y(s)

 

Qual dos ânions sofre descarga?


Para saber se o hidróxido ou o outro ânion presente na solução sofrerá descarga seletiva, basta conhecer a ordem decrescente de prioridade seletiva:

Ânions não oxigenados > OH- > Ânions oxigenados ou o Fluoreto (F-)

 

Quanto maior a eletronegatividade do ânion, menor a chance de ele sofrer a descarga.

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a) Quando o hidróxido (OH-) sofre descarga seletiva

Quando o ânion hidróxido descarrega de forma seletiva, forma a substância simples gás oxigênio (O2) e a substância composta água em decorrência da oxidação, na qual o ânion perde elétrons, como representado a seguir:

2 OH- → ½ O2(g) + 2e + 1 H2O

 

b) Quando o ânion diferente do hidróxido sofre descarga seletiva

Quando um ânion (X-) diferente do hidróxido descarrega de forma seletiva, forma uma substância simples ametálica (líquida se for o mercúrio, gasosa se for flúor ou cloro, e sólida se for qualquer outra) também em decorrência do fenômeno da oxidação, como representado a seguir:

2X- → X2 + 2e

 

OBS.: Comumente as substâncias simples originadas por ametais apresentam índice 2, como na equação acima.

 

Exemplos de aplicação da descarga seletiva de cátions e ânions

 

→ Eletrólise em meio aquoso do cloreto de cobre II (CuCl2)

O sal cloreto de cobre II, em meio aquoso, dissocia-se e libera o cátion cobre II (Cu+2) e o ânion cloreto (Cl-), e a água fornece o cátion hidrônio (H+) e o ânion hidróxido (OH-). Com base na descarga seletiva, temos:

  • Redução: O cation cobre II sofre redução porque não pertence às famílias IA, IIA e IIIA. Veja a equação que representa o processo:

Cu2+ + 2e → Cu(s)

 

  • Oxidação: O ânion cloreto (Cl-) sofre oxidação porque é um ânion não oxigenado. Veja a equação que representa o processo:

2 Cl- → 2 e + Cl2(g)

 

→ Eletrólise em meio aquoso do iodeto de potássio (KI)

O sal iodeto de potássio, em meio aquoso, dissocia-se e libera o cátion potássio (K+) e o ânion iodeto (l-), e a água fornece o cátion hidrônio (H+) e o ânion hidróxido (OH-). Com base na descarga seletiva, temos:

 

  • Redução: O cation hidrônio sofre redução porque o potássio (K+) pertence à família IA. Veja a equação que representa o processo:

2 H+ + 2 e → H2(g)

 

  • Oxidação: O ânion iodeto (l-) sofre a oxidação porque é um ânion não oxigenado. Veja a equação que representa o processo:

2 Cl- → 2 e + Cl2(g)


Por Me. Diogo Lopes Dias

Por Diogo Lopes Dias

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