Uma corrente constante de 0,800 A foi usada para depositar cobre no cátodo e oxigênio no anodo de uma célula eletrolítica. Calcule quantas gramas de cada produto são formados em 15,2 minutos, assumindo que não ocorram outras reações de oxirredução.

Passo 1

Vamos lá! O enunciado fala sobre uma corrente elétrica constante de 0,800 A sendo usada para depositar cobre no cátodo e oxigênio no ânodo de uma célula eletrolítica. Precisamos calcular quantas gramas de cada produto (cobre e oxigênio) são formados em 15,2 minutos. Para resolver isso, vamos usar conceitos de eletroquímica, como a quantidade de carga elétrica e as equações de reação de deposição.

Passo 2

Primeiro, vamos converter o tempo de 15,2 minutos para segundos, porque a corrente elétrica é medida em segundos. Sabemos que 1 minuto tem 60 segundos.
15,2 minutos times 60 segmin = 912 segundos

Passo 3

Agora, calculamos a quantidade total de carga elétrica (Q) usando a fórmula:
Q = I times t
Onde:
  • Q = 0,800 , A times 912 , seg = 729,6 , C (corrente elétrica)
  • (tempo)

Passo 4

Vamos calcular a massa de cobre depositada. A reação de deposição do cobre no cátodo é:
Cu^2+ + 2e^- Cu
Isso significa que são necessários 2 mols de elétrons para depositar 1 mol de cobre. Usamos a constante de Faraday ne = QF = 729,6 , C96485 , C/mol approx 0,00756 , mol .
Primeiro, calculamos os mols de elétrons:
nCu = ne2 = 0,007562 = 0,00378 , mol
Como são 2 mols de elétrons por mol de cobre:
mCu = nCu times MCu = 0,00378 , mol times 63,55 , g/mol approx 0,240 , g
Agora, calculamos a massa de cobre usando a massa molar do cobre ( ):

Passo 5

Agora, vamos calcular a massa de oxigênio formada no ânodo. A reação de formação de oxigênio é:
2H2O O2 + 4H^+ + 4e^-
Isso significa que são necessários 4 mols de elétrons para formar 1 mol de nO2 = ne4 = 0,00756 , mol4 = 0,00189 , mol .
Primeiro, calculamos os mols de oxigênio:
mO2 = nO2 times MO2 = 0,00189 , mol times 32,00 , g/mol approx 0,0605 , g
Agora, calculamos a massa de oxigênio usando a massa molar do oxigênio ( ):

Resposta

Em 15,2 minutos, são formados aproximadamente 0,240 gramas de cobre no cátodo e 0,0605 gramas de oxigênio no ânodo.

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