IME/ITA(IME) Eletroquímica

Aqui deverão ser postadas questões desses vestibulares e de outras instituições militares (EN, CN, EsPCEx etc.).

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jangofeet
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(IME) Eletroquímica

Mensagem não lida por jangofeet »

Uma célula eletroquímica, usada para a produção da mistura gasosa
de H2 e O2, possui dois eletrodos inertes mergulhados numa solução diluída de hidróxido de sódio.
No volume livre de 4,50 litros acima da solução, há uma válvula e um
manômetro. A temperatura da célula é mantida constante em 27°C.
No início da eletrólise, a válvula é fechada, sendo fornecida a célula
uma corrente de 30 A. Calcule o tempo para a leitura do manômetro
atingir 1,64 atm.
Dados: Constante dos gases: 0,082 atm.L/mol.K; Constante de
Faraday: 96500 C = 1608 A.min.




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VALDECIRTOZZI
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Set 2015 15 08:36

Re: (IME) Eletroquímica

Mensagem não lida por VALDECIRTOZZI »

Creio que a resposta seja a seguinte.

Inicialmente calculemos quantos mols de gás são necessários para atingir a pressão de 1,64 atm.

P \cdot V=n_{\left(H_2+O_2\right)} \cdot R \cdot T
1,64 \cdot 4,5 =n_{\left(H_2+O_2\right)}\cdot 0,082 \cdot 300
n_{\left(H_2+O_2\right)}=0,3 \ mol

As equações químicas que descreve a oxidação e redução da água são, respectivamente:
I) H_2O \rightarrow \frac{1}{2}O_2+2H^++2e^-
II) H_2O+e^- \rightarrow \frac{1}{2}H_2+OH^-

Pode-se observar que para uma dada quantidade de elétrons, o número de mols de gás hidrogênio formado é o dobro do número de mols de gás oxigênio formado.

Logo, n_{H_2}=0,2 \ mol \ e \ n_{H_2}=0,1 \ mol.

Novamente, pela estequiometria das reações, pode-se concluir que a quantidade de elétrons utilizados é 0,4 mol de elétrons.
Como 1 F = 96.500 C, e isso corresponde à carga de 1 mol de elétrons; para 0,4 mol a carga será: 96.500 \times 0,4=38.600 \ C

Como a corrente elétrica é 30 A, ou seja, 30 C/s, temos:
30 \ C \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, 1 \ s
38.600\ C \,\,\,\,\,\,\,\, x
x=\frac{38.600}{30}=\frac{3.860}{3}\ s=\frac{3.860}{3 \times 60}\ min=\frac{386}{18}\ min \approx 21 \ min \ 26,7 \  s

Espero ter ajudado!

Última edição: VALDECIRTOZZI (Ter 15 Set, 2015 08:36). Total de 1 vez.


So many problems, so little time!

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