Uma corrente elétrica de
atravessa uma cuba eletrolítica contendo
durante 8 min e 20s. Calcule o volume de
liberados nas CNTP.
Passo 1
Beleza, então o enunciado diz que uma corrente elétrica de
passa por uma cuba eletrolítica com ácido sulfúrico por 8 min e 20 s. A ideia é descobrir quanto de gás oxigênio (O₂) sai nessa reação, medido em volume nas CNTP (condições normais de temperatura e pressão).
O conteúdo é eletroquímica – mais precisamente a Lei de Faraday e estequiometria de eletrólise. Vamos precisar de:
O conteúdo é eletroquímica – mais precisamente a Lei de Faraday e estequiometria de eletrólise. Vamos precisar de:
- Converter tempo em segundos;
- Calcular a carga elétrica total
; - Usar a constante de Faraday
para achar quantos mols de elétrons passaram; - Ver a reação do anodo para saber quantos elétrons formam 1 mol de O₂;
- Converter mols de O₂ em volume (22,4 L/mol nas CNTP).
Passo 2
Primeiro, transformo o tempo em segundos:
8 min = s
mais 20 s dá
8 min =
mais 20 s dá
Aí a carga total que passou é
Passo 3
A Lei de Faraday diz que cada mol de elétrons transporta uma carga de
. Assim o número de mols de elétrons que passaram é
Passo 4
Na eletrólise da água (no ânodo) a reação é
Isso mostra que 4 mols de elétrons geram 1 mol de O₂. Logo, os mols de O₂ formados são
Passo 5
Finalmente, nas CNTP cada mol de gás ocupa 22,4 L. Então o volume de O₂ é
Resposta
O volume de oxigênio liberado é aproximadamente 0,56 L.