Questão 95 do ENEM 2017 comentada
Entenda como identificar o produto secundário formado na eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio.
A eletrólise é um processo não espontâneo de grande importância para a indústria química. Uma de suas aplicações é a obtenção do gás cloro e do hidróxido de sódio, a partir de uma solução aquosa de cloreto de sódio. Nesse procedimento, utiliza-se uma célula eletroquímica, como ilustrado.
No processo eletrolítico ilustrado, o produto secundário obtido é o
- AVapor de água.
- BOxigênio molecular.
- CHipoclorito de sódio.
- DHidrogênio molecular.
- ECloreto de hidrogênio.
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O que a questão cobra
A questão cobra a identificação das reações que ocorrem nos eletrodos durante a eletrólise. Você precisa relacionar a redução no cátodo ao produto formado.
Resolução
obtenção do gás cloro e do hidróxido de sódio
A figura mostra o cloro saindo pelo lado do ânodo e indica que o produto secundário sai junto ao cátodo. No cátodo, ocorre redução: moléculas de água recebem elétrons e formam hidrogênio gasoso e íons hidróxido.
2 H₂O + 2 e⁻ → H₂(g) + 2 OH⁻
Os íons hidróxido permanecem na solução e, com os íons sódio, contribuem para a formação do hidróxido de sódio. Já no ânodo, os íons cloreto perdem elétrons e formam o gás cloro, como mostra a figura. Assim, o produto secundário que sai do cátodo é o hidrogênio molecular. O diafragma separa as regiões dos eletrodos, e a indicação do dreno para solução alcalina é compatível com a formação de íons hidróxido.
Alternativa por alternativa
- A
Vapor de água não é o produto indicado na saída do cátodo. A água participa da reação, mas é convertida em hidrogênio e íons hidróxido.
- B
O oxigênio não corresponde ao produto secundário mostrado. A figura identifica o cloro como produto do ânodo, enquanto a reação no cátodo forma hidrogênio.
- C
O hipoclorito de sódio não é o produto indicado junto ao cátodo. A figura mostra um diafragma separando as regiões, e a solução alcalina é drenada do lado catódico.
- D
Correta. Está correta: no cátodo, a água recebe elétrons e forma hidrogênio molecular. A figura indica que o produto secundário sai desse lado da célula.
- E
O cloreto de hidrogênio não é formado pela redução da água no cátodo. Nesse eletrodo, a reação produz hidrogênio gasoso e íons hidróxido.
Para lembrarNa eletrólise aquosa, a redução da água no cátodo pode formar H₂ e íons OH⁻.
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