O cloro gasoso é utilizado na fabricação de herbicidas, pesticidas, plásticos tipo PVC, substâncias farmacêuticas etc. Essa substância é obtida em grandes quantidades pela eletrólise de soluções concentradas de cloreto de sódio; nessa reação, íons cloreto são oxidados no anodo, gerando . Quando uma eletrólise de uma solução concentrada de cloreto de sódio é feita durante 2,50 h a uma corrente de 3,00 A, qual o volume de cloro produzido nas ( e ).

Passo 1

Então, vamos lá! O exercício fala sobre a produção de cloro gasoso através da eletrólise de uma solução concentrada de cloreto de sódio (NaCl). A gente precisa descobrir qual o volume de cloro ( ) produzido quando passamos uma corrente de 3,00 A por 2,50 horas nessa solução. Para resolver isso, vamos usar conceitos de eletricidade, estequiometria e gases ideais.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade total de carga elétrica passada durante a eletrólise. A carga elétrica ( ) é dada pela fórmula:
Onde:
  • é a corrente elétrica (em Ampères, A)
  • é o tempo (em segundos, s)
Como o tempo está em horas, precisamos converter para segundos:
Agora, calculamos a carga:

Passo 3

Agora, vamos descobrir quantos mols de elétrons foram transferidos durante esse processo. Para isso, usamos a constante de Faraday ( ), que é aproximadamente . A quantidade de mols de elétrons ( ) é:

Passo 4

A partir da reação na eletrólise, sabemos que cada molécula de necessita de 2 mols de elétrons para ser formada:
Então, para cada 2 mols de elétrons, temos 1 mol de . Assim, a quantidade de mols de cloro produzido ( ) é:

Passo 5

Por último, vamos calcular o volume de cloro gasoso produzido nas condições de temperatura e pressão padrão (CNTp), onde o volume molar ( ) é . O volume ( ) é dado por:

Resposta

O volume de cloro produzido é aproximadamente 3,14 litros.

Exercícios relacionados

Um analista precisa preparar um tampão de . Qual o ácido, da lista abaixo, que deve ser utilizado para preparar o tampão onde a relação das concentrações do ácido e da base é 0,3 ?
Ácido
Fórmico
Acético
Lático
Recorrendo ao espectro eletromagnético qual com comprimento de onda corresponde as seguintes frequências: . Qual seria a cor correspondente para cada comprimentos de onda?

verde; amarelo; vermelho.

Um tampão de cloreto de amônio ( ) e amônia, de , possui uma concentração total do sal e da base igual a . Qual a concentração individual de cada componente? (Resp.: )
Uma solução de sulfato de zinco foi eletrolisada por 30,0 min a uma corrente constante de 0,750 A usando-se eletrodos de platina. Neste tempo, 0,393 g de zinco metálico foi depositado sobre o catodo, no qual também foi observado desprendimento de hidrogênio gasoso. Considerando que o objetivo da eletrólise era a eletrodeposição de um filme de zinco no catodo, qual foi o rendimento deste processo?