Em uma célula eletrolítica com eletrodos de níquel e cobre, a reação de oxidação ocorre no ânodo (terminal positivo em células eletrolíticas). A espécie oxidada depende do material do eletrodo e composição do eletrólito.
Reação primária:
Ni(s) → Ni²⁺(aq) + 2e⁻ E° = -0,25 V (vs SHE)
Metal de níquel perde elétrons, dissolvendo-se como íons Ni²⁺ na solução. Esta é a reação pretendida em eletrodeposição/eletro-refino de níquel.
| Oxidação Possível | Reação | E° (V) | Condição |
|---|---|---|---|
| Oxidação da água | 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ | +1,23 | pH alto, [Ni²⁺] baixo, overpotencial alto |
| Oxidação de hidróxido | 4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻ | +0,40 | Solução alcalina |
| Oxidação de cloreto | 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻ | +1,36 | Se Cl⁻ presente (ex.: eletrólito NiCl₂) |
Sob condições típicas de eletrodeposição de níquel (banho Watts: NiSO₄·6H₂O, NiCl₂·6H₂O, H₃BO₃, pH 3,5-4,5), a dissolução de níquel domina devido a cinética favorável e controle de potencial aplicado.
Ni²⁺(aq) + 2e⁻ → Ni(s) (deposição de níquel sobre cobre) Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s) (se Cu²⁺ em solução) 2H⁺ + 2e⁻ → H₂(g) (evolução de hidrogênio, reação lateral)
Cobre oxida preferencialmente:
Cu(s) → Cu²⁺(aq) + 2e⁻ E° = +0,34 V
Cobre se dissolve; níquel deposita sobre cátodo de níquel. Usado em eletro-refino de cobre.
Conclusão: Com ânodo Ni/cátodo Cu em eletrólito de níquel, o metal níquel oxida a Ni²⁺ no ânodo.
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