Duas células eletrolíticas foram ligadas em série. A primeira continha uma solução aquosa de
e a segunda uma solução aquosa de um sal metálico desconhecido. Verificou-se que, enquanto
de cobre foi depositado na primeira célula, ocorreu a deposição de
do metal desconhecido no catodo da segunda célula. Sabe-se que o número de oxidação do íon metálico desconhecido é +2 . Tendo em conta os dados apresentados, pedem-se:
o número de mols de elétrons que passaram pelas células;
o número de mols de elétrons que passaram pelas células;
Passo 1
Dados do enunciado (vou repetir direitinho para você não se perder):
- Duas células eletrolíticas ligadas em série.
- Na primeira célula foi depositado cobre com massa
. - Na segunda célula foi depositado um metal desconhecido com massa
. - O número de oxidação do íon metálico desconhecido é
.
Pergunta pedida: o número de mols de elétrons que passou pelas células.
Passo 2
Conceitos e fórmula que vamos usar (explicadinho, sem pânico):
- Quando um íon metálico
se reduz e se transforma em metal sólido , a reação básica é
Isso quer dizer que cada mol de átomos de metal depositado consome
mols de elétrons.
- Assim, se
é a massa de metal depositada e é a massa molar do metal ( ), o número de mols do metal depositado é
- E o número de mols de elétrons associados a essa deposição é
- Importante: células em série receberam a mesma carga total
, logo o mesmo número de mols de elétrons passou por ambas. Portanto podemos calcular usando os dados da primeira célula (cobre), que tem massa molar conhecida.
Passo 3
Calcular o número de mols de cobre depositado. A massa molar atômica do cobre é aproximadamente
. Então
Faço a divisão:
(Isto é:
, arredondei para quatro algarismos significativos
.)
Passo 4
Determinar os mols de elétrons usando a estequiometria da redução do íon cobre
. Aqui
. Então
(Usando o valor não arredondado daria
, que com quatro algarismos significativos fica
ou
. Vou manter
como apresentação consistente com os dados iniciais.)
Passo 5
Verificação rápida (opcional, só para você confiar no resultado): para o metal desconhecido, como o íon é
também cada mol desse metal consumiria 2 mols de elétrons; como as células estão em série, os mols de elétrons são os mesmos, portanto os mols de metal depositados nos dois casos são iguais. Assim o número de mols do metal desconhecido seria também
e a sua massa molar estimada seria
uma checagem que mostra coerência entre os dados (mas essa identificação não era pedida).