Qual das seguintes células voltaicas produzem a maior quantidade de carga elétrica por grama de material do anodo?
Passo 1
O enunciado pede para comparar a quantidade de carga elétrica que cada célula entrega por grama de material do ânodo. O conteúdo envolvido é eletroquímica e uso da Lei de Faraday, que diz que a carga total é
onde
é o número de mols de elétrons trocados por mol de metal e
é a constante de Faraday. Para obter carga por grama, usaremos
sendo
a massa molar do metal.
Passo 2
Reação de oxidação do zinco no ânodo:
Aqui cada mol de Zn gera
mols de elétrons. A massa molar do zinco é
Passo 3
Aplicando na fórmula de carga específica para zinco:
Passo 4
Reação de oxidação do lítio no ânodo:
Aqui cada mol de Li libera
mol de elétron. A massa molar do lítio é
Passo 5
Aplicando na fórmula de carga específica para lítio:
Passo 6
Comparando as duas cargas específicas, vemos que
Portanto, a célula de lítio produz mais carga por grama de ânodo.
Resposta
A segunda célula, com
, produz a maior quantidade de carga elétrica por grama de ânodo.