Cobre metálico pode ser obtido comercialmente por eletrólise de uma solução aquosa de um sal solúvel seu, de acordo com as seguintes reações de eletrodo:
Catodo: Cu^2+(aq)+2 e^- Cu(s) Anodo: H2 O(l) 1 / 2 O2(g)+2 H^+(aq)+2 e^- Numa eletrólise de 3,85 h de duração, se a massa de cobre eletrodepositado foi 35,0 g, qual foi a corrente utilizada?

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente sabe que cobre metálico (Cu) pode ser obtido através da eletrólise de uma solução aquosa de um sal solúvel. As reações no cátodo e no ânodo são fornecidas:
  • Cátodo: Cu^2+(aq) + 2 e^- Cu(s)
  • Ânodo: H2 O(l) 12 O2(g) + 2 H^+(aq) + 2 e^-
A pergunta quer saber qual foi a corrente elétrica (em amperes) utilizada para depositar 35,0 g de cobre em 3,85 horas de eletrólise. Vamos precisar usar conceitos de eletroquímica, especificamente a relação entre massa depositada, carga elétrica e corrente.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de matéria (em mols) de cobre que foi depositada. Para isso, usamos a fórmula:
Mols de Cu = Massa de CuMassa molar de Cu
Sabemos que a massa molar do cobre (Cu) é aproximadamente 63,55 g/mol. Então:
Mols de Cu = 35,0 , g63,55 , g/mol approx 0,550 , mol

Passo 3

Agora, precisamos saber quantos elétrons foram necessários para depositar essa quantidade de cobre. Olhando a reação no cátodo:
Cu^2+ + 2 e^- Cu
Isso significa que para cada mol de Cu depositado, são necessários 2 mols de elétrons. Portanto:
Mols de elétrons = 0,550 , mol times 2 = 1,100 , mol e^- é

Passo 4

Agora, vamos converter essa quantidade de mols de elétrons em carga elétrica. A carga de um mol de elétrons é dada pela constante de Faraday, que é aproximadamente 96485 C/mol. Então:
Carga total (Q) = 1,100 , mol e^- times 96485 , C/mol approx 106,034 , C

Passo 5

Por último, precisamos relacionar a carga total com a corrente elétrica e o tempo de eletrólise. A relação é dada por:
Q = I times t
Onde:
  • 3,85 , h times 3600 , s/h = 13,860 , s é a carga em coulombs ©
  • I = Qt = 106,034 , C13,860 , s approx 7,66 , A é a corrente em amperes (A)
  • é o tempo em segundos (s)
Primeiro, vamos converter o tempo de 3,85 horas para segundos:
Agora, resolvemos para :

Resposta

A corrente utilizada foi de aproximadamente 7,66 A.

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