Question

(PUCMG) Com relação à eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de potássio (KCℓ), feita com eletrodos inertes, é correto afirmar que Escolha uma: a. 2 KCℓ + 4 H2O → 2 HCℓ + 2 KOH + O2 + 2 H2 é a equação global da eletrólise. b. há liberação de gás oxigênio no ânodo. c. a solução aquosa torna-se ácida, ficando incolor na presença do indicador fenolftaleína. d. há liberação de gás hidrogênio no cátodo. e. forma-se ácido clorídrico.

Answer 1

Oi Vitória, tudo bem?

Vamos lá. O exercício trata de uma eletrólise aquosa do cloreto de potássio (KCl). Dessa forma, vamos analisar o resultado da dissociação iônica desse sal e da auto-ionização da água.

KCl → $K^{+} + Cl^{-}$
H2O → $H^{+} + OH^{-}$

Então, o que acontece na eletrólise é uma espécie de competição entre íons. Os íons negativos ($Cl^{-}$ e $OH^{-}$) serão atraídos pelo pólo positivo, que no caso da eletrólise, é o ânodo. Os íons negativos ($K^{+}$ e $H^{+}$) serão atraídos pelo pólo negativo, que é o cátodo. A questão é: quais chegam antes aos pólos?

Para saber quem "ganha" a competição, temos filas que nos servem de orientação.

Para os cátions:
Cátions das famílias I e IIA e o $Al^{3+}$ < $H^{+}$ < outros cátions

Para os ânions:
Ânions oxigenados < $OH^{-}$ < Ãnions não oxigenados < Ânions de halogênios

Quanto mais à direita nas filas, maior a facilidade dos íons chegarem aos pólos em questão. Desse modo, podemos notar que o $Cl^{-}$ e o $H^{+}$ são mais fortemente atraídos pelos eletrodos, onde se formarão o gás cloro e o gás hidrogênio ($Cl_{2}$ e $H_{2}$, respectivamente). Vamos montar, então, as semirreações.

No pólo positivo (ânodo, onde ocorre oxidação):
$2 Cl^{-}$(aq) → $Cl_{2}$(g) + 2e

No pólo negativo (cátodo, onde ocorre redução):
$2 H^{+}$(aq) + 2e →$H_{2}$(g)

Obs: Formam-se moléculas diatômicas porque não existe hidrogênio ou cloro monoatômicos na natureza. As equações que eu montei foram balanceadas de acordo com essa ideia.

Somando-se as equações, pode-se cancelar os elétrons, uma vez que estes ora estão nos produtos ora nos reagentes. Além disso, estão em mesma quantidade em ambas as reações. Ao somar o que sobra, obtemos a equação global, que é dada por:

$2 Cl^{-} + 2H^{+}$ → $Cl_{2} + H_{2}$

O que sobra na solução são os íons $OH^{-}$ e $K^{+}$, ou seja, temos uma solução de hidróxido de potássio (KOH), que deixa o meio básico (pH maior do que 7, em geral).

Análise das alternativas:

a) Falsa. A reação global dada não representa a eletrólise aquosa do cloreto de potássio.

b) Falsa. Não há liberação de $O_{2}$, mas sim de gás hidrogênio e de gás cloro.

c) Falsa. A solução torna-se básica, como já havia dito. Mas se a solução tivesse meio ácido, de fato a adição de fenolftaleína faria com que a solução ficasse incolor.

d) Correta. Montei a semirreação acima, inclusive.

e) Falsa. Forma-se hidróxido de potássio. 

Espero ter ajudado. Qualquer dúvida é só falar.