Eletrolise da água


Neste artigo será abordado todo o conteúdo a respeito do processo de eletrólise da água. Você irá aprender também tudo o que é necessário para que seja possível compreender com tranquilidade como este processo químico acontece. Além disso, também será abordado qual é a importância que a eletrólise da água tem na nossa vida cotidiana.

Eletrólise

Antes de falarmos especificamente sobre a eletrólise da água, vamos explicar com detalhes o que é este procedimento independente do tipo de elemento utilizado.

Eletrolise

O processo de eletrólise também é chamado de eletroquímica e consiste em induzir de forma artificial, uma corrente elétrica ou também química no sistema que está sendo analisado. Isso é feito com a finalidade de se obter alguma reação química ao converter a energia química em elétrica ou também a energia elétrica em energia química.

A eletrólise ou eletroquímica é como é chamado um ramo inteiro do estudo da química, que tem como principal objetivo estudar todas as reações químicas que possam ocorrer em diferentes soluções, envolvendo sempre um condutor, que pode ser um metal ou ainda um semicondutor e ainda um condutor iônico, que na verdade é um eletrólito.

Com base neste conceito, podemos citar o primeiro registro que se tem conhecimento deste experimento. Realizado por um físico italiano no ano de 1800, chamado Alessandro Volta. Na época, Alessandro Volta utilizou discos de cobre (Cu) e de zinco (Zn) e os separou por um pedaço de algodão que estava embebido em uma solução salina. Com isto, ele foi capaz de criar o que se acredita que foi a pilha eletroquímica da história.

Mais tarde, precisamente no ano de 1807, outro estudioso químico, o Britânico Humphry Davy, foi capaz de obter potássio (K) ao passar uma corrente elétrica através do carbonato de potássio. Depois disso, em 1836, um terceiro químico também britânico, conseguiu resultados diferentes ao realizar também o processo de eletrólise. Foi John Frederic Daniell que, através de eletrodos de cobre de zinco em células individuais e um tubo que ligava duas cubas, chamada de ponte de salina utilizada para aumentar a efetividade do experimento, foi capaz de criar uma pilha. Por isso existem pilhas que são chamadas de Pilhas de Daniell.

Estas descobertas trouxeram muito conhecimento a respeito da natureza elétrica da matéria, além dos usos em produtos. Todos os processos de eletrólise são muito importantes para a indústria e entre seus muitos usos podemos citar a grande produção de alumínio e de cloro, confecção de peças como as que são usadas na indústria aeroespacial e a recarga de pilhas.
Ou seja, a eletrólise não se trata de algo que ocorre espontaneamente em nenhuma solução. É algo que precisa ser forçado para acontecer e depende sempre de uma fonte de energia que seja capaz de forçar o fluxo da corrente elétrica. São utilizadas fontes ou então pilhas para forçar que os elétrons que estão no polo positivo da cuba sejam transferidos para o lado negativo.
Quando a primeira semirreação acontece, o gerador consegue atrair os ânions para o polo positivo e então retira os elétrons. Já na segunda, o gerador é capaz de fazer com que os elétrons sejam recebidos pelos cátions, criando assim a corrente elétrica na solução.

Eletrólise da água

Agora que você já aprendeu tudo sobre o que é eletrólise, podemos nos aprofundar finalmente no conceito de eletrólise da água.
As moléculas que formam a água são capazes de se autoionizar gerando os seguintes íons:

* H3O+
* OH-

Mas todos sabem que a água, sozinha, não possui a capacidade de conduzir corrente elétrica. Por este motivo, para se conseguir realizar a eletrólise da água, é preciso utilizar a solução aquosa de algum tipo de eletrólito cujos íons não acabem se descarregando na água antes do procedimento. Este eletrólito pode ser sal, um ácido ou uma base. É por este motivo que, na eletrólise da água, não se tem somente os íons que provém da água, mas também da outra substância que precisou ser dissolvida nela.

Para que isso realmente ocorra é necessário consultar uma fila de prioridade, conforme a que segue abaixo:
Ordem decrescente de facilidade de descarga de cátions:

* Au³+
* Pt²+
* Hg²+
* Ag¹+
* Cu²+
* Ni²+
* Cd²+
* Pb²+
* Fe²+
* Zn
* Mn²+
* H3O+ ou H+
* Al³
* Mg²+
* Na+
* Ca²+
* Ba²+
* K+
* Li+
* Cs+

E agora, veja qual é a ordem decrescente de facilidade de descarga de ânions:

* Cl-
* Br –
* I –
* HSO4 –
* OH –
* NO3-
* SO4²-
* CIO3-
* F-

Nesta lista é possível observar que tanto os cátions dos alumínios como dos metais alcalino terrosos e metais alcalinos têm menos facilidade do que, por exemplo, os ânions oxigenados e o hidrônio. E a hidroxila tem mais facilidade de descarga do que o fluoreto.
Ou seja, considerando estas listas, percebe-se que é possível utilizar algumas substâncias na eletrólise da água, como por exemplo, o nitrato de potássio, o hidróxido de sódio e o ácido sulfúrico.