Uma solução de ácido sulfúrico foi eletrolisada durante um período de 35,0 minutos, empregando-se eletrodos inertes. O hidrogênio produzido no cátodo foi recolhido sobre a água à pressão total de 752 mmHg e à temperatura de
. Se o volume de
foi de 145 mL , qual era a corrente média de eletrólise? (A pressão de vapor da água a
é de 28 mmHg ).
Resp. 0,515 A
Resp. 0,515 A
Passo 1
Vamos resolver um exercício de eletrólise do ácido sulfúrico. Precisamos calcular a corrente média utilizada durante o processo de eletrolise. Para isso, vamos usar conceitos de eletroquímica, leis dos gases e relações entre carga elétrica e quantidade de substância produzida.
Passo 2
Primeiro, precisamos determinar a pressão parcial do hidrogênio (
) produzido. Sabemos que a pressão total é de 752 mmHg e a pressão de vapor da água a
é de 28 mmHg. A pressão parcial do hidrogênio será:
Passo 3
Agora, vamos converter a pressão de mmHg para atm, pois a constante dos gases geralmente é usada nessa unidade. Sabemos que
:
Passo 4
Em seguida, usamos a Lei dos Gases Ideais para encontrar o número de mols de
produzidos. A Lei dos Gases Ideais é dada por:
Onde:
-
é a pressão em atm -
é o volume em litros -
é o número de mols -
é a constante dos gases ( ) -
é a temperatura em Kelvin
Primeiro, convertemos o volume de mL para litros e a temperatura para Kelvin:
Agora, resolvemos para
:
Passo 5
Sabemos que cada molécula de
é formada por 2 elétrons transferidos na reação de redução. Portanto, a quantidade de carga (
) necessária para produzir
mols de
é:
Onde
é a constante de Faraday.
Passo 6
Agora, para encontrar a corrente (
), usamos a relação entre carga, corrente e tempo:
O tempo (
) deve estar em segundos. Dado que o processo durou 35,0 minutos:
Portanto,
Arredondando para três casas decimais, encontramos:
Resposta
A corrente média de eletrólise foi de 0,515 A.