O cobre metálico, para ser utilizado como condutor elétrico, precisa ser muito puro, o que se consegue por via eletrolítica. Neste processo os íons cobre - II são reduzidos do catodo.
Qual a massa de cobre que se obtém por mol de elétrons que atravessa a cuba eletrolítica?
Qual a massa de cobre que se obtém por mol de elétrons que atravessa a cuba eletrolítica?
Passo 1
Então, galera! O que a gente tem aqui é um exercício sobre como o cobre metálico é produzido puríssimo por um processo eletrolítico. O lance é descobrir qual a massa de cobre que a gente consegue quando passa um mol de elétrons na cuba eletrolítica. Vamos usar conceitos de eletrólise e algumas fórmulas da química para chegar nessa resposta.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que no processo eletrolítico, os íons cobre (II) no cátodo são reduzidos para formar cobre metálico. A reação de redução é:
Isso quer dizer que para cada íon cobre (II), precisamos de 2 elétrons para reduzir e formar uma molécula de cobre metálico.
Passo 3
Agora, precisamos relacionar a quantidade de elétrons com a massa de cobre depositada. Para isso, usamos a Lei de Faraday, que nos diz que a massa depositada é proporcional à quantidade de carga elétrica passada.
A fórmula que vamos usar é:
Onde:
- $ m $ é a massa de cobre
- $ M $ é a massa molar do cobre (aproximadamente 63,55 g/mol)
- $ n $ é o número de moles de elétrons (no caso, 1 mol)
- $ F $ é a constante de Faraday (~96485 C/mol)
- $ z $ é o número de elétrons transferidos por íon (2 no nosso caso)
Passo 4
Vamos aplicar os valores na fórmula:
Resposta
A massa de cobre obtida por mol de elétrons que atravessa a cuba eletrolítica é de aproximadamente 31,78 gramas.