Uma corrente de
passa através de uma solução que contém
durante 30 min. Qual a massa de cobre, em gramas, que é depositado no cátodo? A reação do cátodo é
Passo 1
O enunciado pede a massa de cobre depositada no cátodo quando uma corrente elétrica passa pela solução. Dados fornecidos:
- Corrente:
. - Tempo:
. - Meia-reação no cátodo:
O que se pergunta: “Qual a massa de cobre (em gramas) depositada no cátodo durante esse tempo?”
Passo 2
Conceito importante 1 — carga elétrica total entregue: a corrente elétrica é carga por unidade de tempo. A relação é
onde
é a carga em coulombs (
),
é a corrente em ampères (
) e
é o tempo em segundos (
). Primeiro converto o tempo:
. Agora calculo a carga total:
Passo 3
Conceito importante 2 — relação mol elétron / carga (Constante de Faraday): uma mole de elétrons transporta uma carga igual à constante de Faraday
. Assim, o número de mols de elétrons que passaram é
Substituindo:
Passo 4
Conceito importante 3 — estequiometria eletroquímica: pela meia-reação dada, cada átomo de cobre depositado consome 2 elétrons. Portanto a relação entre mols de elétrons e mols de cobre depositado é
Calculo:
Passo 5
Conceito importante 4 — massa a partir de mols: a massa é o produto do número de mols pela massa molar. A massa molar do cobre é aproximadamente
(valor obtido na tabela periódica). Assim a massa depositada é
Substituindo:
Interpretação: cerca de
de cobre são depositados nesse intervalo. Se alguém usar
, o resultado fica
; arredondamos para
com base nas cifras significativas dos dados.