ELETRODEPOSIÇÃO

Agora veja um exemplo do processo de galvanização :

Agora vamos resolver alguns exercicios :

1 ) Para que  apresente condutividade elétrica adequada a muitas aplicações, o cobre bruto obtido por métodos térmicos é purificado eletroliticamente. Nesse processo, o cobre bruto impuro constitui o ânodo da célula, que está imerso em uma solução de CuSO4. À medida que o cobre impuro é oxidado no ânodo, íons Cu2+ da solução são depositados na forma pura no cátodo. Quanto às impurezas metálicas, algumas são oxidadas, passando à solução, enquanto outras simplesmente se desprendem do ânodo e se sedimentam abaixo dele. As impurezas sedimentadas são posteriormente processadas, e sua comercialização gera receita que ajuda a cobrir os custos do processo. A série eletroquímica a seguir lista o cobre e alguns metais presentes como impurezas no cobre bruto de acordo com suas forças redutoras relativas.

Entre as impurezas metálicas que constam na série apresentada, as que se sedimentam abaixo do ânodo de cobre são
A) Au, Pt, Ag, Zn, Ni e Pb.
B) Au, Pt e Ag.
C) Zn, Ni e Pb.
D) Au e Zn.
E) Ag e Pb.

Resolução:

Quanto maior a força redutora de um metal, maior a sua capacidade de sofrer oxidação. Dessa forma, analisando-se a série acima, o chumbo, o níquel e o zinco são os metais que oxidam mais facilmente (não se depositam, portanto em um ânodo de cobre). Lembre-se de que um metal sofrerá deposição (ficará como um sólido) quando seu número de oxidação for igual a zero (para isso o cátion do metal deverá sofrer redução). 

Já o ouro (Au), a platina (Pt) e a prata (Ag), por terem uma menor força redutora que o cobre, se depositam em um ânodo desse metal.

Resp.: B

02) Dados:

- o indicador fenolftaleína é incolor em pH < 8 e rosa em pH acima de 8.

- o amido é utilizado como indicador da presença de iodo em solução, adquirindo uma intensa coloração azul devido ao complexo iodo-amido formado.

Um experimento consiste em passar corrente elétrica contínua em uma solução aquosa de iodeto de potássio (KI). O sistema está esquematizado a  seguir.

Para auxiliar a identificação dos produtos são adicionadas, próximo aos eletrodos, solução alcoólica de fenolftaleína e dispersão aquosa de amido. 

Sobre o experimento é incorreto afirmar que

(A) haverá formação de gás no eletrodo B.

(B) a solução ficará rosa próximo ao eletrodo A.

(C) no eletrodo B ocorrerá o processo de oxidação.

(D) o eletrodo A é o cátodo do sistema eletrolítico.

(E) a solução ficará azul próximo ao eletrodo B.

 Repostas letra a

03. Em 2005, a produção brasileira de cloro (Cl₂) e de soda (NaOH) atingiu a ordem de 1,3 milhões de toneladas. Um dos processos mais importantes usados na produção destas substâncias é baseado na eletrólise da salmoura (solução saturada de cloreto de sódio), empregando-se uma cuba eletrolítica formada por dois compartimentos separados por uma membrana polimérica, semipermeável.

Além do cloro e da soda, forma-se gás hidrogênio.

Reação global:

2NaCl_(aq)  +  2H₂O_(l) →  2NaOH_(aq)  +  H_2(g)

A Agência Nacional de Vigilância Sanitária estabelece normas rígidas que permitem o emprego de hipoclorito de sódio (NaClO) e do ácido hipocloroso (HClO) no tratamento de água.

A produção do hipoclorito de sódio é feita borbulhando-se gás cloro em uma solução aquosa de hidróxido de sódio. A reação do processo é

Cl_2(g)  +  2NaOH_(aq) → NaClO_(aq)  +  NaCl_(aq)  +  H₂O_(l)

O ácido hipocloroso, ácido fraco com constante de dissociação 3 x 10^-8  a 20^oC, pode ser formado pela reação do cloro e água:

Cl_2(g)  + H₂O_(l) → HClO_(aq) +  HCl_(aq)

Em relação ao processo eletrolítico para a produção de cloro e soda, é correto afirmar que

(A) os íons Na⁺ e as moléculas de H₂O migram através da membrana na direção do anodo.

(B) forma-se gás hidrogênio no catodo e gás cloro no anodo.

(C) no catodo, é formado o gás cloro através do recebimento de elétrons.

(D) os elétrons migram, através de contato elétrico externo, do pólo negativo para o pólo positivo da célula.

(E) para cada mol de gás hidrogênio formado, é necessário um mol de elétrons.

Letra B

                                                 ATIVIDADES PROPOSTA DO LIVRO SAS

1.       No banho de ouro em um anel de prata, tanto o anel quanto o eletrodo de platina foram imersos em uma solução aquosa de nitrato de áurico. Sobre esse processo de eletroposição, podemos afirmar que:

a)      Ocorre redução de ouro metálico.

b)      A água oxida-se.

c)       A platina sofre corrosão.

d)      O nitrato recobre a placa de platina.

e)      A douração é um processo espontâneo.

RESPOSTA E JUSTIFICATIVA : Polo-cátodo: Au + 3e- àAu

Polo ânodo: H20 -O2 +

Letra B, a água oxida-se

2.       De forma geral, os fluentes gerados que formam a galvanoplastia consistem nos descartes periódicos dos diversos banhos concentrados exauridos e nas menos contaminadas. Esses efluentes são compostos por água e reativos. Após o tratamento desses efluentes, tem-se como resultado a geração de resíduos com altos teores de metais e outros componentes tóxicos.

Uma forma de reduzir o volume desses resíduos consiste:

a)      Em reduzir as atividades industriais da galvanoplastia.

b)      Substituir as células eletrolíticas por células galvânicas.

c)       Incentivar a utilização das soluções muito diluídas nas eletroposições.

d)      Subsidiar os efluentes da galvanoplastia.

e)      Reduzir as perdas de reativos químicos.

RESPOSTA E JUSTIFICATIVA : Estes efluentes são compostos por água e reativos. Após o tratamento destes efluentes tem-se, como resultado  geração de resíduos com altos teores de metais e outros componentes tóxicos. Uma forma de reduzir o volume destes resíduos e a redução na perda de reativos. Resposta letra E

3.       O processo de galvanização consiste no revestimento metálico de peças condutoras que são colocadas como eletrodos negativos em circuito de eletrólise.

Considere as seguintes afirmativas:

1.       Na chave ocorre a reação: N

2.       No polo positivo, ocorre a oxidação do níquel.

3.       No polo positivo, ocorre a reação:N

4.       O eletrodo positivo sofre corrosão durante a eletrólise.

5.       A chave é corroída durante o processo.

A alternativa que contém apenas as afirmativas corretas é:

a)      1,2,3,4 e 5

b)      1,2,3 e 4

c)       1,2 e 3

d)      2 e 3

e)      1,2,3 e 5

I)afirmativa, verdadeira: ocorre a semirreação catódica e a chave sofre redução

II)Afirmativa, verdadeira, na eletrólise o polo positivo é o ânodo e sofre oxidação, perdendo elétrons. Ele sofre oxidação no lugar do material que se deseja proteger da corrosão.

III)No ânodo, sempre ocorre oxidação(verdadeira)

IV) Verdadeira: o ânodo sofre corrosão para proteger o material

V) Falsa: A chave não sofre corrosão, graças a oxidação do ânodo

Alternativa certa letra B

4.       Num processo de eletrodeposição de níquel, empregou-se um eletrodo ativo de níquel e um eletrodo de cobre, ambos parcialmente imersos em uma solução aquosa contendo sais de níquel dissolvidos, sendo este eletrólito tamponado com ácido bórico.  No decorrer do processo, conduzindo à temperatura de 55 a pressão de 1 atm , o níquel metálico depositou-se sobre a superfície do eletrodo de cobre. Considere que as seguintes sejam feitas:

1.       Ocorre formação do gás cloro eletrodo de cobre.

2.       A concentração de íons cobre aumenta na solução eletrolítica.

3.       Ocorre formação de hidrogênio gasoso no eletrodo de níquel.

4.       O ácido bórico promove  a precipitação de níquel na forma de produto insolúvel no meio aquoso.

Explique e justifique a veracidade ou não de cada uma das afirmativas:

I: afirmativa, não ocorre formação de gás cloro

II: A concentração de cobre não aumenta

III: não há formação de hidrogênio gasoso

IV: o ácido bórico não promove a precipitação de níquel na forma de produto insolúvel

               TODAS AFIRMATIVAS FALSAS

5.       O refino eletrolítico de cobre talvez seja a aplicação mais importante da eletrolise. Nesse processo, ocorre:

a)      A obtenção de metais alcalinos na lama anódica

b)      A oxidação de C.

c)       Redução de cobre metálico.

d)      Oxidação de cobre metálico e redução de cátion cúprico.

e)      Obtenção de cobre como composto puro.

RESPOSTA E JUSTIFICATIVA : Refino eletrolítico do cobre:

Cuà  + 2e-(ânodo) oxida

+ 2eàCu(cátodo) REDUZ

LETRA D

6.       Na douração de uma peça metálica, a platina faz parte do eletrodo no qual ocorre a oxidação. Diante disso, podemos afirmar que a solução aquosa de sal de ouro:

a)      Deve ser concentrada.

b)      Deve ser diluída.

c)       Não participa do processo.

d)      Resfria-se ao longo do processo.

e)      Deve ter soluto insolúvel em água.

REPOSTA E JUSTIFICATIVA :Se o eletrodo faz parte da oxidação ele é ânodo. Para isso utiliza a solução a concentrada de sal de ouro porque os íons  são do cátodo à Letra A

7.       O diagrama a seguir mostra um esquema utilizado para recuperar moedas de cobre antigas, parcialmente oxidadas.

O processo que ocorre na superfície da moeda é:

a)     

b)     

c)      

d)      .

e)      .

 RESPOSTA E JUSTIFICATIVA : Ocorre uma eletrodeposição em que o  recebe elétrons porque é cátion e como é eletrodeposição ele se deposita na moeda que formou o cátodo

8.       Em metalurgia, um dos processos de purificação de metais e a eletrodeposição. Esse processo é representado pelo esquema a seguir, no qual dos dois eletrodos inertes são colocados em um recipiente que contem solução aquosa de N.

Baseando-se no esquema anterior, escreva as semirreações que ocorre no cátodo dessa célula eletrolítica.

RESPOSTA E JUSTIFICATIVA: 

ANODO: 2cl- à CL2 + 2e (oxida)

CATODO: Ni2+  + 2e à Ni (reduz)

9.       P ara pratear eletroliticamente um objeto de cobre e controlar a massa de cobre depositada no objeto, foi montada a aparelhagem a seguir:

I, II e III, respectivamente:

a)      Objeto de cobre, chapa de platina e amperímetro.

b)      Chapa de prata, objeto de cobre e voltímetro.

c)       Objeto de cobre, chapa de prata e voltímetro.

d)      Objeto de cobre, chapa de prata e amperímetro.

e)      Chapa de prata, objeto de cobre e amperímetro.

RESPOSTA E JUSTIFICATIVA :

l-        Polo positivo como mostra a figura, haverá a perda de elétrons da prata metálica

II- Polo negativo como mostra a figura haverá o ganho d elétrons da prata sobre o cobre

III- Amperímetro ,que faz a medida de intensidade no fluxo da corrente eletrica

10.   Em uma fabrica foi feita uma tubulação de fero contendo juntas feitas de cobre. Nessa tubulação passa uma solução aquosa. Essa empresa esta sofrendo de problemas de corrosão na tubulação. Imagine que você foi chamado para resolver o problema. Faça, então, um relatório para o dono da empresa explicando por que ocorre a corrosão e quais as partes da tubulação  mais afetadas, bem como apresentando uma solução para pó problema.

RESPOSTA E JUSTIFICATIVA :  Sistema: tubulação de água

Material : tubos de ferro carbono e juntas cobre

Observação: corrosão próximo as juntas

Causa: corrosão galvânica , provocada pelo contato de 2 metais diferentes (cobre e ferro) que causa a corrosão de metal que tem maior potencial de oxidação que é o ferro (anodo)

Solução : Limpar as áreas que estão sofrendo corrosão , substituição do que foi corroído ,substituição das juntas de cobre, por material anódico do aço carbono ,como alumínio e zinco.