Ilustra-se a seguir, como exemplo, a exposição teórica da primeira lei da eletrólise, procurando-se enfatizar mais os conceitos e princípios, conhecimentos anteriores e raciocínio e princípios, conhecimentos anteriores e raciocínio em vez da apresentação direta da fórmula, que nada exige do aluno nesses aspectos.
Supondo-se que a eletrólise qualitativa já tenha sido ensinada, pode-se iniciar a discussão perguntando como calcular a massa de substâncias depositadas em eletrodos.
Lançado o problema, recorre-se a um caso particular, como a eletrólise do AgNO3, por se tratar de íons monovalentes, o que facilita a discussão. Analisa-se primeiramente o que ocorre no cátodo, por ser a prata uma substância sólida nas condições ambientais e ser mais conhecida do aluno.
É mostrado, então, como esse metal será depositado:
(Ag+) + (e -) = (Ag0)
2(Ag+) + 2(e -) = 2(Ag0)
3(Ag+) + 3(e -) = 3(Ag0)
. .
. .
. .
Por indução, o aluno concluirá que, quanto maior o número de átomos depositado, maior será a massa correspondente. Mas, para que isso ocorra, é necessária uma quantidade maior de elétrons, implicando maior carga elétrica. É proposta, então, a seguinte pergunta: essas grandezas podem ser relacionadas?
Sugere-se que poderia haver uma relação entre a massa de prata e os elétrons fornecidos durante a eletrólise. O desenvolvimento a seguir poderá ajudar a encontrar a resposta.
Para neutralizar um único íon (Ag+), é necessário um elétron, cuja carga é 1,6 x 10^-19C. Assim, forma-se um átomo de prata cuja massa é 107/6,02 . 10^23g. ou seja, 2 . 1,6 . 10^-19C. Agora são produzidos dois átomos de prata, cuja massa total é 2 . (107/6,02 . 10^23)g. O mesmo procedimento se repete para 3 íons, e assim por diante, conforme mostrado na tabela abaixo:
A partir dessa tabela pode-se encontrar a fórmula m = K . Q, correspondente á primeira lei da eletrólise, propondo-se a seguinte pergunta: analise as colunas "carga correspondente dos elétrons" e "massa do átomos produzidos", respectivamente, e responda: Qual será a massa m de prata produzida quando passar na célula eletrolítica uma quantidade de carga elétrica Q?
A resposta se´ra facilmente encontrada relacionando-se quaisquer valores da carga dos elétrons e da massa dos átomos com a carga Q e a massa m, respectivamente. Uma vez que a proporcionalidade entre essas grandezas é reconhecida, estabelece-se a proporção correspondente:
1,6 . 10^-19 = 107
Q 6,02 . 10^23m
Relembra-se ao aluno que 107 é o valor da massa molar atômica da prata. Assim, massas molares ou atômicas de outros elementos poderiam ser substituídas na expressão obtida. Portanto, generalizando-se para uma subtância qualquer, ter-se-á:
m = M Q = KQ
96320
sendo M = massa molar da substância depositada.
Desse modo, propicia-se aos alunos uma participação efetiva na construção da fórmula obtida, em vez da sua imediata imposição, como normalmente ocorre.
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