O processo eletrolítico consiste na passagem de uma corrente eléctrica através de um eletrólito, entre dois eléctrodos condutores denominados ânodo e cátodo. Onde as alterações ocorrem nos eléctrodos.
Quando ligamos os eléctrodos a uma fonte de energia (gerador de corrente contínua), o elétrodo que está ligado ao pólo positivo do gerador é o ânodo e o elétrodo que está ligado ao pólo negativo do gerador é o cátodo.
Uma reação de eletrólise pode ser considerada como um conjunto de duas semi-reacções, uma oxidação anódica e uma redução catódica.
Para explicar as reacções nos eléctrodos, será considerado o cloreto de sódio fundido, uma vez que contém apenas dois tipos de iões. São utilizados eléctrodos inertes, o que significa que não reagem quimicamente com os iões de sódio e de cloreto.
Os iões de sódio (+), ou catiões, são atraídos para o elétrodo negativo (cátodo). O cátodo é tornado negativo pela ação da fonte que bombeia electrões para ele.
Os electrões do cátodo estão num estado de energia potencial elevado. O ião sódio tem uma carga positiva, o que significa que atrai electrões e que um eletrão de um átomo de sódio teria uma energia potencial mais baixa do que um eletrão do cátodo. Assim, os electrões no cátodo movem-se em direção ao catião, devido à diferença de energia potencial. No cátodo, os iões de sódio são convertidos em átomos de sódio pela adição de um eletrão. Esta é uma alteração química e pode ser representada pela seguinte equação:
Na+ +e- →Na0
Esta alteração química representa um ganho de electrões, pelo que o sódio é reduzido e torna-se metálico, pelo que a alteração química que ocorre sempre no cátodo é uma redução.
O ânodo é positivo porque a fonte bombeia electrões para fora dele e também atrai iões ou aniões cloreto (-). No ânodo, os electrões têm uma energia potencial baixa. Em contraste, os electrões externos do ião cloreto estão num estado de elevado potencial.
estado de potencial elevado. Quando os iões cloreto chegam ao ânodo, fornecem electrões ao ânodo. Os electrões passam de um estado de energia potencial elevado para um estado de energia potencial baixo. A mudança no ânodo pode ser representada por outra equação:
2Cl- →Cl2 +2e-
Os iões cloreto perdem electrões para os átomos de cloro, que por sua vez formam moléculas de gás cloro. A reação anódica é sempre uma reação de oxidação.
As reacções de oxidação e de redução ocorrem simultaneamente, mas separadamente, uma vez que ocorrem em pontos diferentes. A fonte não produz electrões, apenas os transporta de um local para outro, pelo que os electrões que a fonte fornece ao cátodo provêm do ânodo. A função da fonte é aumentar a energia potencial dos electrões no cátodo.
Estas reacções de eléctrodos são chamadas semi-reacções, e a reação global da eletrólise do cloreto de sódio é:
2Na+ +2Cl- →2Na0 +Cl2
A natureza das reacções dos eléctrodos depende da diferença de potencial ou tensão aplicada.
Fonte: FES-CUAUTITLÁN Mtro. FELIPE DÍAZ DEL CASTILLO R.