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:
Anodo:
Numa eletrólise de 3,85 h de duração, se a massa de cobre eletrodepositado foi
, qual foi a corrente utilizada?
Catodo:
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:
- Ânodo:
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:
Sabemos que a massa molar do cobre (Cu) é aproximadamente 63,55 g/mol. Então:
Passo 3
Agora, precisamos saber quantos elétrons foram necessários para depositar essa quantidade de cobre. Olhando a reação no cátodo:
Isso significa que para cada mol de Cu depositado, são necessários 2 mols de elétrons. Portanto:
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:
Passo 5
Por último, precisamos relacionar a carga total com a corrente elétrica e o tempo de eletrólise. A relação é dada por:
Onde:
-
é a carga em coulombs © -
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.