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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 22.Questões e Problemas - Ex. 16

Determine o número de íons produzidos na superfície de um eletrodo durante cada segundo em que uma célula eletroquímica é operada a 0,020 A com 100% de eficiência de corrente e os íons envolvidos são (a) monovalentes. *(b) bivalentes. (c) trivalentes.

Passo 1

Nesta tarefa, precisamos determinar o número de íons que sofrem transferência de elétrons em 0,02 A se os íons são univalentes, bivalentes e trivalentes.

Os íons univalentes têm uma carga única (1), os íons bivalentes têm uma carga dupla (2) e os íons trivalentes têm uma carga tripla (3).

Vamos combinar duas equações para calcular o número de íons.

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

Relação entre mols e número de íons:

N = n ∙ N A   1

onde n é o número de mols e N A é a constante de Avogadro.

A segunda equação que vamos usar é:

Relação entre mols e corrente elétrica:

q = I ∙ t

Lembre-se que podemos escrever q como z Fz⋅n⋅F:

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. Se inserirmos a equação (2) na equação (1), obtemos:

Passo 2

  1. I = 0.02   A = 0.02 C s

    2. t = 1 s

    z = 1

    F = 96485 C m o l

    N A = 6.022 ∙ 10 23   m o l - 1

    Use a equação (3) da etapa 4 e os dados fornecidos para calcular o número de íons em íons univalentes:

    N = 1.25 ∙ 10 17

  2. Use a equação (3) da etapa 4 e os dados fornecidos para calcular o número de íons em íons bivalentes:

    N = 6.24 ∙ 10 16

    Passo 3

Use a equação (3) da etapa 4 e os dados fornecidos para calcular o número de íons em íons trivalentes:

N = 4.16 ∙ 10 16

Resposta

a) 1.25 ∙ 10 17

b) 6.24 ∙ 10 16

c) 4.16 ∙ 10 16

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