Sobre o tema
A obtenção de magnésio metálico a partir da água do mar é um processo químico de grande importância industrial, conhecido como processo Dow. Envolve etapas de calcinação do carbonato de cálcio para produzir óxido de cálcio (cal), seguida pela reação com água do mar para formar hidróxido de magnésio. Este é convertido em cloreto de magnésio, que sofre eletrólise ígnea para produzir magnésio metálico e cloro gasoso. Compreender esse processo integra conceitos de reações inorgânicas, equilíbrio de solubilidade e eletroquímica. A questão do ITA explora justamente o domínio dessas transformações, desde a identificação dos intermediários até as semi-reações eletrolíticas.
Tópicos relacionados
- Processo Dow de obtenção de magnésio
- Calcinacão do carbonato de cálcio
- Precipitação do hidróxido de magnésio
- Eletrólise ígnea do cloreto de magnésio
- Reações inorgânicas e balanceamento
Enunciado
O método de obtenção de magnésio metálico consiste nas seguintes etapas:
I. Uma amostra de carbonato de cálcio sólido é aquecida a altas temperaturas, formando um produto sólido A e um gasoso B.
II. Em seguida, o sólido A é tratado com água do mar, formando-se um hidróxido pouco solúvel que se ioniza formando os produtos C e D.
III. Os ânions D reagem com cátions Mg²⁺ da água do mar. O resultado é um precipitado E.
IV. O composto E é separado por filtração e dissolvido por meio da adição de uma solução aquosa de ácido clorídrico.
V. A seguir, o solvente da solução é evaporado, obtendo-se o sal iônico F seco.
VI. Finalmente, o sal F é submetido a uma eletrólise ígnea.
Determine o que se pede.
a) Apresente as equações químicas balanceadas que representam as reações, identificando os produtos A, B, C, D, E e F formados.
b) Em relação à eletrólise ígnea, mostre as semi-equações que representam as semi-reações que ocorreram no anodo e no catodo, assim como a reação global.
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Perguntas frequentes
Por que o magnésio é obtido por eletrólise ígnea e não por eletrólise aquosa?
O magnésio reage com a água, então a eletrólise aquosa produziria hidrogênio em vez de metal. A eletrólise ígnea utiliza cloreto de magnésio fundido, evitando a água.
Qual a função do carbonato de cálcio na primeira etapa do processo?
O carbonato de cálcio é calcinado para formar óxido de cálcio (cal), que reage com a água do mar, aumentando o pH e precipitando o hidróxido de magnésio.
O que ocorre na semi-reação do ânodo durante a eletrólise do cloreto de magnésio fundido?
No ânodo, íons cloreto (Cl⁻) são oxidados a gás cloro (Cl₂), conforme a semi-reação: 2 Cl⁻ → Cl₂ + 2 e⁻.
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