Exercícios Resolvidos de Balanceamento e Relações Estequiométricas

Ver Teoria

Enunciado

Uma solução aquosa 1 mol/L de NiSO4 sofreu eletrólise com eletrodos inertes a 298 K

  1. Qual semi-reação ocorre no catodo (sem sobrepotencial)? Justifique
  2. Qual semi-reação ocorre no anodo (sem sobrepotencial)? Justifique
  3. Escreva a equação global balanceada e forneça o potencial padrão da célula
  4. Determine a massa (em gramas) da substância produzida no catodo, quando uma corrente de 250 mA é aplicada por 5,7 horas

Massa molar: Ni = 58, 7 g/mol, S = 32 g/mol, O = 16 g/mol

Passo 1

Fala aí, galera!!! A gente sabe que nessa reação aí, houve uma reação de oxirredução, ou seja, alguém precisou perder elétrons (oxidar) e alguém recebeu esses elétrons (reduziu). E a gente tem que lembrar daquela nossa regrinha: vogal com vogal, consoante com consoante, ou seja, Oxidação/Anodo & Redução/Catodo.

(a) Portanto, numa solução de NiSO4, a gente tem os seguintes íons presentes:

N i + 2

S O 4 - 2

E a nossa água presente ali no rolê também, correto?

Então, o Ni+2 pode sofrer redução para formar Ni(s) e a água também, formando H2 e OH-. Mas se a gente olhar na tabela dada de potencial de redução, a água tem um menor valor que o Ni+2, portanto no catodo haverá a semi-reação: N i a q + 2 + 2 e - → N i s

(b) Por sua vez, a oxidação acontecerá no anodo e devemos olhar novamente nossa tabela. Se você perceber que a reação 2 S O 4 - 2 → S 2 O 8 - 2 + 2 e - tem um potencial de oxidação (inverso da redução) - 2,05 e a outra reação seria O 2 g + 4 H a q + + 4 e - → 2 H 2 O l vai ter o potencial de oxidação – 0,82 ou seja, haverá uma tendencia maior da reação de oxidação da água acontecer.

Reação do anodo: 2 H 2 O l → O 2 g + 4 H a q + + 2 e -

Passo 2

(c) A equação global a gente tem que fazer a soma das semi-reações balanceadas.

Catodo:   N i + 2 + 2 e - → N i                   E r e d 0 = - 0,23   V

Anodo: 2 H 2 O l → O 2 g + 4   H a q + + 4 e - E o x i d 0 = - 0,82   V

Pra gente ter a mesma quantidade de elétrons, você observa que a primeira equação deve ser multiplicada por 2, certo?

Catodo:   N i + 2 + 2 e - → N i × 2                   E r e d 0 = - 0,23   V

Anodo: 2 H 2 O l → O 2 g + 4   H a q + + 4 e - E o x i d 0 = - 0,82   V

A equação global é só a gente somar tudo isso!!!

2 N i + 2 + 4 e - + 2 H 2 O l → O 2 g + 2 N i s + 4 H a q + + 4 e -

Reação global: 2 N i + 2 + 2 H 2 O l → O 2 g + 2 N i s + 4 H a q +  

E 0 = E r e d 0 + E o x i d 0 = - 0,23 - 0,82 = - 1,05   V

Passo 3

(d) Então, e se a gente calcular a quantidade de elétrons que são utilizados durante o tempo em que a corrente é efetuada?

n F = I × t → n = I × t F = 250 × 10 - 3 × 5,7 × 60 × 60 9,6485 × 10 4 = 0,053   m o l

Opa, durante esse tempo em que a corrente é usada, a gente vai ter 0,053 mol de elétron passando ali. E de acordo com nossa semi-reação, a gente precisa de 2 mol de elétrons para produzir 1 mol de Ni(s), então:

2   m o l   d e   e - - - - - - 1   m o l   d e   N i s

0,053   m o l - - - - - x   m o l   d e   N i s

x = 0,0265   m o l   d e   N i

m = n × M M N i = 0,0265 × 58 ,   7 = 1,56   g

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

Exercícios de Livros Relacionados

A ureia, C O ( N H 2 ) 2 reage com água para formar o carbonato de amônio. Escreva a equação química e calcule a massa de carbonato de amônio que pode ser obtida a partir de 4,0 kg de ureia.Dado: M MC
O aspartame, C14H18N2O5, é um sólido usado como adoçante artificial. Escreva a equação balanceada de sua combustão a gás dióxido de carbono, água líquida e gás nitrogênio.
A primeira caixa, abaixo, representa os reagentes de uma reação química e a segunda, os produtos que se formam se todas as moléculas mostradas reagirem. Use a chave abaixo para escrever uma equação ba
A oxidação, catalisada por bactérias, da amônia em esgotos ocorre em duas etapas. Na primeira, a amônia reage em água com o gás oxigênio para formar ácido nitroso e água. Na segunda etapa, o ácido nit
Os óxidos de elementos não metálicos são chamados de óxidos ácidos porque formam soluções ácidas em água. Escreva a equação química balanceada de reação de um mol de cada óxido ácido com um mol de mol