Eletrolisando-se, durante 300 segundos, uma solução de sulfato de cobre II com uma corrente elétrica de 1,93 A, verificou-se que a massa de cobre metálico depositado no cátodo foi de 0,180 g. Em função dos valores apresentados acima, qual é o rendimento do processo?
Resp: 94,5%

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício de eletroquímica, mais especificamente sobre eletrólise. A questão fala que durante 300 segundos, com uma corrente de 1,93 A, foi depositada 0,180 g de cobre no cátodo a partir de uma solução de sulfato de cobre II. Precisamos descobrir qual foi o rendimento desse processo. Para resolver isso, vamos precisar lembrar da relação entre carga elétrica, quantidade de matéria e massa depositada, usando a Lei de Faraday.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de carga (em coulombs) que passou pela solução. A fórmula para isso é:
Q = I times t
onde Q = 1,93 , A times 300 , s = 579 , C é a corrente elétrica e é o tempo.
Substituindo os valores:

Passo 3

Agora, precisamos descobrir quantos mols de elétrons foram transferidos. A carga de um mol de elétrons (1 Faraday) é aproximadamente 96485 C/mol. Então:
Mols de elétrons = Q96485 = 57996485 approx 0,006 , mol é

Passo 4

Sabemos que o cobre tem valência 2 na solução ( Mols de Cu = Mols de elétrons2 = 0,0062 = 0,003 , mol ). Isso significa que cada mol de cobre precisa de 2 mols de elétrons para ser depositado. Então, a quantidade teórica de cobre que deveria ser depositada é:
é

Passo 5

Agora, vamos converter os mols de cobre para massa. A massa molar do cobre (Cu) é aproximadamente 63,55 g/mol.
Massa teórica de Cu = 0,003 , mol times 63,55 , g/mol approx 0,191 , g ó

Passo 6

A gente tem a massa real de cobre depositado, que é 0,180 g. Para achar o rendimento, vamos comparar a massa real com a massa teórica:
Rendimento = ( Massa realMassa teórica ) times 100% ó
Substituindo:
Rendimento = ( 0,1800,191 ) times 100% approx 94,3%

Resposta

O rendimento do processo é de aproximadamente 94,5%.

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