Enunciado

Calcule o tempo necessário para uma corrente constante de 1,20 A para depositar

0,500 g de (a)   T l ( I I I )   na forma do elemento em um cátodo. (b) T l ( I ) como T l 2 O 3 no ânodo.

(c )   T l ( I ) na forma do elemento em um cátodo.

Passo 1

Combinaremos duas equações para calcular o tempo necessário para depositar duas espécies notadas.

A primeira equação que vamos usar para calcular o número de íons é:

Relação entre mols e massa:

onde n é o número de mols, m é a massa e M é a massa molar.

A segunda equação que vamos usar é:

Relação entre mols e corrente elétrica:

q = I ∙ t

z ∙ n ∙ F = I ∙ t

n = I ∙ t z ∙ F           2

onde I é a corrente elétrica, t é o tempo, z é a carga de um íon e F é a constante de Faraday.

Agora podemos prosseguir no cálculo do tempo. Insira a equação (1) na equação (2):

m M = I ∙ t z ∙ F

M ∙ I ∙ t = m ∙ z ∙ F

t = m ∙ z ∙ F M ∙ I       3

  1. Insira os dados fornecidos na equação (3) da etapa 4 e calcule o tempo necessário para depositar o tálio:
  2. Podemos converter segundos em minutos usando a taxa de conversão entre parênteses (1 min = 60 s):

  3. Nesta tarefa, precisamos calcular o tempo necessário para depositar T l 2 O 3 . Primeiro, podemos escrever a reação de deposição de T l 2 O 3   d e   T l + :
  4. 2   T l + + 3   H 2 ​ O ⇌ T l 2 ​ O 3 ​ + 6   H + + 4   e -

    Antes de listarmos os dados fornecidos, podemos calcular a massa de T l 2 O 3 da massa de T l + usando sua razão de mols

    n T l 2 O 3 = 1 2 n T l +

    Passo 2

    Insira os dados fornecidos na equação (3) da etapa 4 e calcule o tempo necessário para depositar T l 2 O 3 :

    Podemos converter segundos em minutos usando a taxa de conversão entre parênteses (1 min = 60 s):

    393.6   s = 393.6   s 1 60 = 6.56   m i n

  5. Nesta tarefa, precisamos calcular o tempo que Tl precisa para depositar de T l + . Calculamos esta tarefa da mesma forma que fizemos a tarefa a), a única diferença é o número de elétrons transferidos na reação de redução (z). Insira os dados fornecidos na equação (3) da etapa 4 e calcule o tempo necessário para depositar o tálio:

Podemos converter segundos em minutos usando a taxa de conversão entre parênteses (1 min = 60 s):

t = 196.7 s = 196.7 s 60 = 3.28   m i n

Resposta

  1. 9.84 min
  2. 6.56 min
  3. 3.28 min

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