Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 13.1 - Ex. 60

13.60-Quando uma corrente de 324 mA é usada por 7,0 h, qual é o volume de gás flúor (em litros, em 298 k e 1,0 atm) que pode ser produzido a partir de uma mistura fundida de fluoretos de potássio e de hidrogênio? (b) Usando a mesma corrente e o mesmoo tempo, quantos litros de gás oxigênio serão produzidos, em 298 k e 1,0 atm, por eletrólise da água ?

Passo 1

a)Gente, primeiro vamos montar a semi-reação de redução do flúor:

2 F- (l) + 2 e- → F2(g)

Agora, vamos usar aquela fórmula Q = i x t, para descobrirmos a quantidade de carga necessária para essa parte da eletrólise:

Q = 324 x 10-3 x 7 x 3600

Q = 8164,8 C

Lembra da semi – reação que nós montamos ? Então, ela nos diz que para o flúor reduzir são necessários 2 mols de elétrons, nós precisamos saber quantos mols de elétrons correspondem a 136,08 C. Bora montar uma regra de três:

1 mol e- ------ 96500 C

X ------ 8164,8 C

X = 0,0846 mols e-

A próxima coisa é saber quantos mols de flúor correspondem a essa quantidade de elétrons, para isso vamos usar as informações da nossa semi-reação e fazer outra estequiometria

2 mols F ----- 2 mols e-

Y------- 0,0846 mols e-

Y = 0,0846 mols F

Você pode estar pensando: poxa, mas até agora não apareceu nada de volume. Calma que a gente já está quase lá.

Passo 2

Agora, vamos ver quanto mols de gás flúor são produzidos. Como tudo na química se resume a uma boa estequiometria vamos fazer mais uma

2 mols F ----- 1 mol F2

0,0846 mols F ---- z

Z = 0,0423 mols F2

Gente, segura a emoção porque agora vai aparecer o tal do volume.

Vamos usar aquela fórmula bem conhecida para gases:

PV = nRT

1V = 0,0423 x 0,082 x 298

V = 1,03 L

Passo 3

b) Cara, esse item é exatamente igual ao anterior. Olha só:

Primeiro, vamos montar a semi-reação de oxidação da água:

2 H2O (l) → O2 (g) + 4H+ + 4 e-