(a) Na eletrólise do NaCl (aq), quantos litros de (g) (nas CNTP) são gerados por uma corrente de 15,5 A por um período de ? (b) Qual a quantidade de matéria de NaOH (aq) formada na solução durante esse período?
Resp.: (a) ; (b)

Passo 1

Então, vamos lá! A gente tem um exercício sobre eletrólise da solução de NaCl (sal de cozinha) na água. A pergunta é: com uma corrente de 15,5 A durante 75 minutos, quantos litros de gás cloro ( ) serão produzidos e qual a quantidade de matéria de hidróxido de sódio (NaOH) que se forma na solução. Para resolver isso, vamos precisar usar as Leis de Faraday da eletrólise e também a equação dos gases ideais.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é eletrólise. É um processo onde a corrente elétrica faz com que ocorram reações químicas em solução. No caso do NaCl na água, a eletrólise produz gás cloro ( ), hidróxido de sódio (NaOH) e hidrogênio ( ).

Passo 3

Para saber quanto gás cloro será produzido, precisamos usar a Primeira Lei de Faraday, que relaciona a quantidade de carga elétrica passada com a quantidade de substância produzida. A fórmula que usamos é:
Onde:
  • é a carga elétrica (em Coulombs, C)
  • é a corrente elétrica (em Amperes, A)
  • é o tempo (em segundos, s)

Passo 4

Vamos calcular a carga elétrica . Primeiro, temos que o tempo está em minutos, então precisamos converter para segundos:
Agora, calculamos :

Passo 5

Sabemos que a eletrólise do cloreto de sódio produz gás cloro com a reação:
Cada molécula de precisa de 2 elétrons. Agora, vamos usar a constante de Faraday ( ), que é aproximadamente .

Passo 6

A quantidade de mols de elétrons é:
Como cada mol de necessita de 2 mols de elétrons, a quantidade de mols de cloro produzido é:

Passo 7

Agora, para encontrar o volume de produzido nas CNTP (Condições Normais de Temperatura e Pressão: 0°C e 1 atm), usamos a equação dos gases ideais:
Onde é o volume molar dos gases nas CNTP.
Substituindo:

Passo 8

Agora, vamos calcular a quantidade de matéria de NaOH formada. Na eletrólise do NaCl, a reação que forma o NaOH é:
Observamos que para cada mol de produzido, formam-se 2 mols de NaOH.
Então:

Resposta

(a) ; (b)

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Qual a relação carga/massa do íon ?
Resp.:
Qual a relação carga/massa do íon ?
Resp.:
Um oscilador harmônico simples e formado por um bloco de massa preso a uma mola de constante elástica . Em um dado instante de tempo (não conhecido) a posição (medida a partir da posição de equilíbrio do sistema) é , a velocidade é e a aceleração é . Em função dos dados do problema e .
Massa do bloco.
Ao contrário de Thomson, Millikan:
(a) Usou gotículas de óleo, por não evaporarem tão rapidamente.
(b) Usou gotas de água por serem mais fáceis de serem obtidas.
© Trabalhou em vácuo absoluto para evitar a viscosidade do ar.
(d) Usou óleo, por produzir gotas idênticas e de mesma carga elétrica.