Uma das principais aplicações da eletricidade é na produção de alumínio por eletrólise a partir de seu óxido dissolvido em criolita fundida. Durante a eletrólise, o íon é reduzido a Al no cátodo. Calcule a massa de alumínio depositada numa célula eletrolítica em que circulou a corrente de 50,0 A durante .

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos que calcular a massa de alumínio ( ) que se formou no cátodo durante a eletrólise do óxido de alumínio ( ) dissolvido em criolita fundida. A corrente que passou foi de 50,0 A durante 3 horas.
Matéria envolvida: Eletrólise, Lei de Faraday, reações de redução.
O que precisamos:
  • Converter o tempo de horas para segundos.
  • Calcular a carga total usando a corrente e o tempo.
  • Usar a quantidade de eletricidade para encontrar a quantidade de alumínio depositada.

Passo 2

Primeiro, precisamos converter o tempo de horas para segundos, porque a unidade padrão de corrente elétrica (Ampère) está baseada em segundos.

Passo 3

Agora, vamos calcular a carga total ( ) que passou pela célula eletrolítica. A fórmula para isso é:
Onde:

Passo 4

Sabemos que para reduzir um íon de alumínio ( ) a alumínio metálico ( ), são necessários 3 elétrons por íon.
A quantidade de carga necessária para liberar um mol de elétrons é dada pela constante de Faraday ( ):
Então, para cada mol de , precisaremos de:

Passo 5

Agora, vamos encontrar quantos mols de alumínio serão formados com a carga total de 540000 C.
Usamos a relação:

Passo 6

Finalmente, calculamos a massa de alumínio usando a massa molar do alumínio, que é aproximadamente 26,98 g/mol.

Resposta

A massa de alumínio depositada é aproximadamente 50,3 gramas.

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a)
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