Durante quanto tempo deve-se passar uma corrente de 800 mA em uma solução diluída de para produzir de ?
Resp: 88 min e 27 s

Passo 1

Ok, vamos lá! O enunciado está pedindo para descobrir quanto tempo precisamos passar uma corrente elétrica de 800 mA em uma solução diluída de para produzir 500,0 mL de . Aqui, estamos lidando com eletrólise, que é o processo de usar eletricidade para causar uma reação química. Para resolver isso, vamos precisar entender a relação entre a corrente elétrica, a quantidade de gás produzido e o tempo necessário.

Passo 2

Primeiro, vamos converter o volume de hidrogênio ( ) de mililitros para litros, já que as unidades padrão para gases costumam ser em litros.

Passo 3

Agora, vamos usar a Lei de Faraday, que relaciona a quantidade de carga elétrica (em coulombs) necessária para produzir uma certa quantidade de substância. A equação geral é:
onde:
  • é a quantidade de mols do gás produzido,
  • é a carga elétrica em coulombs,
  • é o número de elétrons transferidos na reação,
  • é a constante de Faraday ( ).

Passo 4

Precisamos descobrir quantos mols de correspondem a 0,500 L. Para isso, usamos a equação dos gases ideais:
Assumindo que estamos às condições padrão de temperatura e pressão (25°C e 1 atm), temos:
onde:
  • ,
  • ,
  • ,
  • (25°C + 273).
Calculando:

Passo 5

Para produzir uma molécula de , precisamos de 2 elétrons (já que cada átomo de hidrogênio doa um elétron). Portanto, .

Passo 6

Agora, vamos rearranjar a equação de Faraday para encontrar a carga elétrica :
Substituindo os valores:

Passo 7

Sabendo a carga elétrica e a corrente , podemos encontrar o tempo usando a relação:
A corrente é de 800 mA, que é igual a 0,800 A.
Calculando:

Passo 8

Vamos converter o tempo de segundos para minutos e segundos:

Resposta

Demora aproximadamente 82 minutos e 8 segundos para produzir 500,0 mL de com uma corrente de 800 mA.

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