(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)
Resp.: (a)
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)
Exercícios relacionados
Qual a relação carga/massa do íon
?
Resp.:
Resp.:
Qual a relação carga/massa do íon
?
Resp.:
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.
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.
(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.