Na eletrólise de NaCl aquoso, quantos litros de
(nas CNTP) são gerados por uma corrente de 16,8 A por um período de 90,0 min?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem um exercício sobre eletrólise da solução aquosa de NaCl e quer saber quantos litros de gás
são produzidos quando passa uma corrente de 16,8 A por 90 minutos. Para resolver isso, vamos usar conceitos de eletroquímica, especificamente as leis de Faraday, que relacionam a quantidade de carga elétrica com a quantidade de substância química formada ou consumida durante a eletrólise.
Passo 2
Primeiro, precisamos calcular a carga total que passa pelo sistema durante os 90 minutos. A carga elétrica (
) é dada por:
Onde:
-
é a corrente (16,8 A) -
é o tempo em segundos
Como o tempo está em minutos, vamos converter para segundos:
Então:
Passo 3
Agora, vamos descobrir quantos mols de elétrons estão representados por essa carga. Para isso, usamos a constante de Faraday (
), que é aproximadamente
. A quantidade de mols de elétrons (
) é:
Passo 4
Na eletrólise da água com NaCl, o cloro gasoso é produzido no ânodo. A reação para a produção de
envolve a transferência de 2 elétrons por molécula de cloro:
Isso significa que 2 mols de elétrons produzem 1 mol de
. Então, a quantidade de mols de
(
) é:
Passo 5
Finalmente, vamos calcular o volume de
gasoso produzido nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP), onde 1 mol de gás ocupa 22,4 litros. Então:
Resposta
Serão gerados aproximadamente 10,5 litros de
nas CNTP.