Na eletrólise de uma solução contendo
, passa uma corrente de
por 10 min. Considerando deposição de níquel metálico:
. A massa depositada é aproximadamente:
Dados:
a) 0,46 g
b)
c)
d)
a) 0,46 g
b)
c)
d)
Passo 1
Vou organizar o que o enunciado nos dá e o que pede (tudo que veio no enunciado, listado com calma):
- Corrente elétrica:
. - Tempo de eletrólise:
. (Vou transformar em segundos mais adiante.) - Reação de redução (deposito de níquel):
. - Constante de Faraday:
. - Massa molar do níquel:
.
O enunciado pergunta: qual a massa de níquel metálico depositada?
Passo 2
Explicação da ideia física e da fórmula que vamos usar (aula rapidinha e prática).
- A carga elétrica total que passou é
. Aqui está em coulombs ( ), em ampère ( ) e em segundos ( ). - A constante de Faraday
diz quantos coulombs correspondem a 1 mol de elétrons: . - Pela estequiometria da reação, cada mol de
precisa de mol de elétrons. Então o número de mols de depositados é
- Multiplicando pelo massa molar obtemos a massa depositada:
Aqui cada símbolo significa:
-
: massa depositada (g), -
: massa molar do metal (g·mol^{-1}), -
: corrente (A), -
: tempo (s), -
: número de elétrons trocados por átomo do metal (adotado da equação química), -
: constante de Faraday (C·mol^{-1}).
Passo 3
Converter o tempo para segundos e calcular a carga total
.
-
. - A carga total é
Passo 4
Identificar
a partir da reação e montar a fórmula numérica.
- Da reação
segue que . - Aplicando a fórmula
com os valores: -
, -
, -
, -
.
Escrevendo:
-
Passo 5
Fazer as contas passo a passo (sem pular).
- Numerador:
. - Denominador:
. - Dividindo:
Arredondando de forma razoável:
(ou
).
Passo 6
Interpretação final e observação sobre as alternativas dadas.
- A massa calculada é
. - Observação: nenhuma das alternativas apresentadas (
) coincide com o valor correto calculado; a mais próxima em valor absoluto seria (dez vezes maior), mas não é igual. Provavelmente há um erro de digitação nas alternativas ou no enunciado original (por exemplo, se a corrente fosse em vez de , obter-se-ia , que coincide com a alternativa b)).