O alumínio é um metal leve e muito resistente, tendo diversas aplicações industriais. Esse metal passou a ser explorado economicamente a partir de 1886, com a implementação do processo Héroult-Hall. O processo Héroult-Hall consiste na redução do alumínio presente na alumina
para alumínio metálico, por meio de eletrólise. Qual será a massa de alumínio produzida, se uma cela eletrolítica opera durante uma hora, passando carga equivalente a 1 A? R. 0,33g
Passo 1
O enunciado pede a massa de alumínio metálico obtida por eletrólise, sabendo que a cela opera com corrente de
,A durante
,h. O conteúdo que vamos usar é a Lei de Faraday da eletrólise, que relaciona a carga elétrica transferida com a quantidade de substância reduzida ou oxidada. Precisamos dos seguintes dados:
• Corrente elétrica e tempo
para obter a carga
.
• Constante de Faraday , que é a carga de
mol de elétrons.
• Reação de redução do alumínio e o número de elétrons envolvidos.
• Massa molar do alumínio .
• Corrente elétrica
• Constante de Faraday
• Reação de redução do alumínio e o número de elétrons envolvidos.
• Massa molar do alumínio
Passo 2
Calcular a carga total que passou pela célula. A carga elétrica é dada por
Aqui temos
,A e
,h
,s, então
Passo 3
Escrever a semirreação de redução do alumínio a partir de
:
Isso mostra que para formar
mol de
são consumidos
mol de elétrons.
Passo 4
Pela Lei de Faraday, a quantidade de matéria
de alumínio produzida é
onde
mol e⁻/mol Al e
,C/mol e⁻. A massa de alumínio é então
Passo 5
Substituindo os valores numéricos (
,C,
,
,C/mol,
,g/mol):
Resposta
A massa de alumínio produzida é aproximadamente
,g.