Relatório eletrólise da água

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Faculdade de Engenharia e Arquitetura – FEAU – SBO

 

Disciplina: Química Inorgânica

Professor: Nelson Maniasso

ELETRÓLISE DA ÁGUA

Aharon Somaio

Fernando Brassorotto Marinheiro

Isabelle Martignago Marcolin

Larissa Fernanda Pasqualini

Matheus Portes

Santa Bárbara d’Oeste

2016

1. RESUMO

O seguinte trabalho irá relatar as experiências realizadas no Laboratório de Química à respeito da eletrólise da água, que é um processo no qual se passa uma corrente elétrica pela água, levando-a à sua decomposição, isto é, à separação dos gases que a compõem, que são o gás hidrogênio (H2) e o gás oxigênio (O2).

1. INTRODUÇÃO
   

1. Objetivo do experimento: 

Empregar a energia para dissolver a molécula.

1. Definição e conceitos:

A eletrólise é uma reação não espontânea de oxirredução provocada pela corrente elétrica, ou seja, é um fenômeno inverso àquele que ocorre numa pilha. Nela ocorrem, basicamente, a transformação de energia elétrica em química e a separação dos elementos químicos de um composto através da eletricidade. A palavra “eletrólise” é a combinação de dois termos gregos: elektron, que significa “eletricidade”, e lysis, que é “decomposição” (FELTRE, 2004).

Para que a eletrólise ocorra é preciso que a corrente elétrica seja contínua e a voltagem suficiente para provocá-la, além de que os íons precisam ter liberdade de movimento, seja por fusão (eletrólise ígnea) ou por dissolução em um solvente ionizante, que, em geral, é a água (eletrólise em solução).

A água pura não pode ser eletrolisada, pois sua condutividade elétrica é muito baixa, sendo assim, é preciso adicionar um eletrólito à agua, como o NaOH, por exemplo, para torná-la suficientemente condutora, a fim de sofrer a eletrólise.

1. Aplicações:         

Os processos de eletrólise são amplamente utilizados, tanto em laboratórios como nas indústrias. Dentre as aplicações práticas mais importantes, podem-se destacar: a produção de elementos químicos de alta reatividade, tais como Na, K, Ca, Mg, F2 e Cl2, a produção de compostos químicos, como NaOH e H2O2, a purificação ou refino eletrolítico de vários metais, como o cobre, o zinco e o chumbo, a deposição de finas películas de metais sobre peças metálicas ou plásticas (galvanização) e os processos de anodização, que consistem em uma “oxidação forçada” da superfície de um metal, de modo a aumentar sua resistência à corrosão (FELTRE, 2004).

Já a eletrólise da água também é um método muito importante, principalmente para a questão ambiental, tendo em vista que o hidrogênio obtido nesse processo é um gás que pode ser usado como combustível, já que os combustíveis derivados do petróleo não são renováveis. Além disso, já existem métodos de produção da gasolina que usam o processo de eletrólise da água.

1. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

1. Lista de materiais e reagentes utilizados:

- fonte de corrente elétrica contínua

- voltímetro

- amperímetro

- cuba eletrolítica

- duas buretas

- água destilada

- suporte universal

- garras e presilhas

- uma caixa de fósforo

- água destilada

- solução de NaOH 5%

1. Esquema experimental:

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1. Procedimento de coleta de dados:

- encheu-se a cuba eletrolítica com água destilada;

- adicionou-se 10 ml, aproximadamente, de NaOH 5%;

- encheu-se as buretas;

- conectou-se os fios (polo positivo e polo negativo) a fonte;

- ligou-se a fonte e anotou-se o volume de gás produzido nas buretas a cada 30 segundos, aproximadamente;

1. RESULTADOS E DISCUSSÃO:

A partir da experiência, é possível notar que a carga elétrica quebrou a ligação química entre os átomos de hidrogênio e o de oxigênio da água e separou os componentes atômicos nas buretas, criando partículas carregadas (íons). Os íons se formaram em dois polos: o ânodo, polarizado positivamente, e o cátodo, polarizado negativamente. O hidrogênio se concentrou no cátodo, que corresponde à bureta 1, e o ânodo atraiu o oxigênio, que corresponde à bureta 2, de acordo com as equações a seguir:

Equação que representa a formação de H2 no cátodo:

4 H2O + 4 e- → 2 H2 + 4 OH-

Equação que representa a formação de O2 no ânodo:

2 H2O → 1 O2 + 4 H+ + 4 e-

Equação Global da eletrólise da água:        2 H2O(l) → 2 H2(g) + 1 O2(g)

Tabela 1: Resultados da experiência com a fonte à 10 V

TEMPO (min)	VOLUME DE GÁS HIDROGÊNIO NA BURETA 1 (mL)	VOLUME DE GÁS OXIGÊNIO NA BURETA 2 (mL)
0,0	0,0	0,0
0,5	0,0	0,0
1,0	0,5	0,2
1,5	0,8	0,7
2,0	1,0	0,9
2,5	1,4	1,1
3,0	1,7	1,5
3,5	2,0	1,7
4,0	2,3	2,0
4,5	2,6	2,1

Tabela 2: Resultados da experiência com a fonte à 20,3 V