Ciências da NaturezaEletroquímica (Pilhas, Baterias e Eletrólise)Difícil

Questão de Eletroquímica (Pilhas, Baterias e Eletrólise) — ENEM

Em um experimento de pesquisa, técnicos realizam a eletrólise de uma solução aquosa de iodeto de sódio para estudar uma rota de obtenção de iodo com menor impacto ambiental. Eles explicam que, na eletrólise aquosa, além dos íons do sal, a própria água participa, e que existe uma ordem de preferência de descarga nos eletrodos. No cátodo, entre o cátion sódio e a água, descarrega preferencialmente a água, liberando gás hidrogênio; o sódio é muito difícil de reduzir em meio aquoso. No ânodo, entre o ânion iodeto e a água, descarrega preferencialmente o iodeto, formando iodo. Após ligar a fonte, os técnicos observam a formação de uma substância gasosa em um eletrodo e de iodo no outro. Com base nessa ordem de descarga descrita no experimento, quais são os produtos formados no cátodo e no ânodo, respectivamente?
ASódio metálico no cátodo e oxigênio no ânodo.
BGás hidrogênio no cátodo e iodo no ânodo.
CIodo no cátodo e gás hidrogênio no ânodo.
DOxigênio no cátodo e sódio metálico no ânodo.
EGás hidrogênio no cátodo e oxigênio no ânodo.

Gabarito comentado

Na eletrólise aquosa, a água compete com os íons do sal. No cátodo, cátions de metais muito reativos como o sódio não descarregam, e a água é reduzida a H₂. No ânodo, ânions como haletos podem descarregar antes da água. Essa ordem de descarga define os produtos obtidos no processo.

Resolução passo a passo

Na eletrólise aquosa, a ordem de descarga descrita no texto determina os produtos. No cátodo, onde ocorre redução, a água é reduzida preferencialmente ao sódio, liberando gás hidrogênio, uma vez que o cátion sódio é muito difícil de reduzir em meio aquoso. No ânodo, onde ocorre oxidação, o iodeto descarrega preferencialmente à água, formando iodo. Assim, os produtos são gás hidrogênio no cátodo e iodo no ânodo. A primeira opção prevê sódio metálico, contudo o sódio não se reduz em solução aquosa; a terceira inverte os eletrodos, colocando iodo no cátodo; a quarta troca os papéis e produtos; a quinta acerta o hidrogênio no cátodo, enquanto coloca oxigênio no ânodo, ignorando a descarga preferencial do iodeto. Apenas a segunda respeita a ordem de descarga apresentada.

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