Uma solução aquosa de C u S O 4 é eletrolisada usando-se eletrodos inertes. Quantos gramas de cobre metálico e de gás oxigênio são produzidas se uma corrente de 5,0 A atravessa a célula durante 1,5 h?

Passo 1

O enunciado já nos diz que na eletrólise aquosa do sulfato cúprico os produtos serão cobre metálico e gás oxigênio.

Basta, então, calcular as quantidades produzidas.

Passo 2

Então vamos calcular.

A corrente aplicada é de 5,00 A.

i = 5,00   A

E essa corrente é aplicada durante 1,5 h.

t = 1,5   h = 5400   s

Portanto, a carga aplicada é igual a:

Q = i   .   t = 5,00   .   5400 = 27000   C

Como:

Q = n   .   F

O número de elétrons transportados será igual a:

n = Q F = 27000 96495 = 0,208   m o l

Passo 3

No cátodo:

C u 2 + + 2 e - → C u ( s )

Ou seja, pra formar um mol de cobre metálico, precisamos de dois mols de elétrons.

Como temos 0,28 mol de elétrons, o número de mols de C u será:

n C u = n e 2 = 0,28 2 = 0,14   m o l

Portanto, a massa de cobre produzida pode ser calculada por:

M M C u = 63,55   g / m o l

m C u = n C u   .   M M C u = 0,14   .   63,55 = 8,90   g

Então, no cátodo, 8,90 gramas de cobre serão formados.

Passo 4

No ânodo:

4 O H - → 1 O 2 + 2 H 2 O + 4 e -

Ou seja, pra formar 1 mol de gás oxigênio, 4 mols de elétrons precisam ser transportados.

Como temos 0,28 mol de elétrons, o número de mols de O 2 será:

n O 2 = n e 4 = 0,28 4 = 0,07   m o l

Portanto, a massa de gás oxigênio produzida pode ser calculada por:

M M O = 15,999   g / m o l

M M O 2 = 2   .   M M O = 2   .   15,999 = 31,998   g / m o l

m O 2 = n O 2   .   M M O 2 = 0,07   .   31,998 = 2,24   g

Então, 2,24 gramas de O 2 serão formados no ânodo.

Resposta

8,90 gramas de C u e 2,24 gramas de O 2

Exercícios Resolvidos de Eletrólise Aquosa

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