As novas moedas de centavos, que começaram a circular no mercado, apresentam uma tonalidade avermelhada obtida por eletrodeposição de cobre a partir de uma solução de sulfato de cobre (II). Para recobrir um certo número de moedas foi efetuada a eletrólise, com uma corrente elétrica de 5 ampères, em 1 L de solução
, totalmente dissociado.
Escreva a equação química que representa a dissociação do sulfato de cobre (II) e calcule a concentração dos íons sulfato,
, na solução inicial.
Escreva a equação química que representa a dissociação do sulfato de cobre (II) e calcule a concentração dos íons sulfato,
Passo 1
O enunciado pede duas coisas:
- Escrever a equação química que representa a dissociação do sulfato de cobre (II).
- Calcular a concentração dos íons sulfato, em mol L^{-1}, na solução inicial.
Informações relevantes fornecidas pelo enunciado:
- A solução é de sulfato de cobre (II) com concentração
(isto é, ) — já totalmente dissociada. - O volume usado na eletrólise foi
.
(Observação: a corrente deampères e a eletrólise não são necessárias para determinar a dissociação inicial; a pergunta pede a concentração na solução inicial.)
Passo 2
Explicando o que significa “dissociação” aqui (passo didático): quando um sal iônico como o sulfato de cobre(II) é colocado em água e “dissocia totalmente”, ele se separa em íons. Cada fórmula do sal se transforma em uma certa quantidade de cada íon, obedecendo a estequiometria da fórmula química. Vamos ver isso com calma para não emperrar na prova.
Passo 3
Identificando os íons na fórmula
:
- O cobre aparece como íon
(porque é cobre(II), carga ). - O ânion é o sulfato
(carga ).
Como as cargas somam zero na fórmula do sal, a dissociação produz 1 mol depara cada 1 mol de .
A equação de dissociação (colocada sozinha em bloco) é:
Passo 4
Agora, lembrando o conceito de molaridade (para a conta): a molaridade
é definida como
onde
é o número de mols da substância e
é o volume da solução em litros. Se conhecemos
e
, podemos achar
por
.
Passo 5
Calculemos os mols de
presentes inicialmente (passo a passo, como na prova):
Como a dissociação produz exatamente 1 mol de
para cada 1 mol de
, o número de mols de sulfato inicialmente é
A concentração (molaridade) do íon sulfato na solução inicial é então
Passo 6
Checagem rápida e dica para a prova: sempre verifique a estequiometria da dissociação. Para um sal simples
que dissocia totalmente em
e
, as concentrações dos íons são iguais à do sal. No nosso caso
é do tipo
entre
e
, então ambas ficam
.