Adote 1 Faraday
Coulombs
138) Passando-se
elétrons através da célula eletrolítica contendo sal cúprico, a massa do metal liberada será, aproximadamente, igual a:
a)
.
b)
.
c)
.
d)
.
138) Passando-se
a)
b)
c)
d)
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e pede uma coisa clara:
- Foi passado
elétrons através da célula eletrolítica. - A célula contém sal cúprico (ou seja, íons
). - Adotar
Faraday (essa constante foi dada). - A pergunta: “a massa do metal liberada será, aproximadamente, igual a quanto?” — devemos calcular a massa de cobre metálico depositada.
Dados que vamos usar (valores numéricos padrões que aparecem em praticamente todo exercício deste tipo):
- Número de Avogadro:
. - Massa molar do cobre:
(arredondamento usual).
Passo 2
Entendimento da reação eletrolítica (este é o passo conceitual mais importante): cada íon
precisa de dois elétrons para se reduzir e virar cobre metálico. Escrevemos a meia-reação de redução:
Isso significa que 2 elétrons depositam 1 átomo (ou 1 mol de elétrons deposita
mol de cobre). Em termos de mols: 2 mol de elétrons produzem 1 mol de Cu.
Passo 3
Vamos converter o número de elétrons em mols de elétrons. A relação é
Substituindo
e
:
Fazendo a conta (dividindo mantissas e subtraindo expoentes):
Explicando o cálculo:
e
, portanto
.
Passo 4
Pela estequiometria da reação (Passo 2), o número de mols de cobre depositado é metade do número de mols de elétrons:
Mostrei com três casas significativas; é suficiente para o resultado final.
Passo 5
Agora transformamos mols de cobre em massa usando a massa molar:
Substituindo
e
:
Calculando:
Convertendo para miligramas (
):
Passo 6
Verificação alternativa usando carga (e o Faraday dado), para você ver outra abordagem didática:
- Primeiro a carga total transportada por
elétrons é
onde
é a carga do elétron. Assim
- Em mols de elétrons isso é
o mesmo valor obtido antes. Seguindo os Passos 4–5 chegamos novamente a cerca de
.
Passo 7
Conclusão e comentário final rápido: com os passos acima (conversão número→mols, estequiometria, mol→massa) chegamos ao valor pedido. Fica a dica prática: em provas faça a via número→mols via Avogadro (Passo 3) ou via carga e Faraday (Passo 6) — as duas dão o mesmo resultado se fizer direito. Força aí, tá indo bem!
Resposta
b)