Usando eletrodos inertes e uma corrente de 10,0 A, quantos dias são necessários para depositar
de cobre a partir de uma solução de sulfato de cobre (II)?
Resp.: 3,51 dias.
Resp.: 3,51 dias.
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Precisamos descobrir quantos dias são necessários para depositar 1,00 kg de cobre usando uma corrente de 10,0 A em uma solução de sulfato de cobre (II). Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de Eletroquímica, especificamente a Lei de Faraday que relaciona a quantidade de carga elétrica com a quantidade de substância depositada.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a massa de cobre que queremos depositar de quilogramas para gramas, já que as fórmulas costumam usar gramas:
Passo 3
Agora, precisamos usar a Lei de Faraday, que é dada por:
Onde:
- $ m $ é a massa do material depositado (em gramas),
- $ M $ é a massa molar do cobre,
- $ I $ é a corrente elétrica (em amperes),
- $ t $ é o tempo (em segundos),
- $ n $ é o número de elétrons transferidos por íon,
- $ F $ é a constante de Faraday ($ 96485 , C/mol $).
Passo 4
Vamos identificar cada valor na fórmula:
- Massa molar do cobre ($ M $): aproximadamente 63,55 g/mol,
- Corrente ($ I $): 10,0 A,
- Massa a ser depositada ($ m $): 1000 g,
- Número de elétrons ($ n $): o cobre tem valência 2 nos sulfatos, então $ n = 2 $,
- Constante de Faraday ($ F $): 96485 C/mol.
Passo 5
Rearranjamos a fórmula para encontrar o tempo ($ t $):
Passo 6
Substituindo os valores na equação:
Passo 7
Calculando o numerador:
Calculando o denominador:
Passo 8
Agora, dividimos o numerador pelo denominador para encontrar o tempo em segundos:
Passo 9
Para converter de segundos para dias, usamos:
Então:
Resposta
São necessários aproximadamente 3,51 dias para depositar 1,00 kg de cobre com uma corrente de 10,0 A.