Físico-Química

santospablo · 24 Nov 2014, 20:15

Em três células eletrolíticas operando nas mesmas condições durante o período de 1 dia (86.400 s), com uma
corrente de 1000 A, obtiveram-se os metais alumínio, cobre e prata a partir dos compostos AgCl, CuCl2,
AlCl3 e NiCl. A maior massa produzida foi de

A) Al.
B) Cu.
C) Ni.
D) Ag.

(OBS: Gabarito D)

25 Nov 2014, 08:04

As equações que ocorrem no cátodo são:
$Ag^{+}+e^-\rightarrow Ag^0$
$Cu^{2+}+2e^-\rightarrow Cu^0$
$A\ell^{3+}+3e^-\rightarrow A\ell^0$
$Ni^{2+}+2e^-\rightarrow Ni^0$

Sabemos que a corrente elétrica $(i)$ pode ser calculada por:
$i=\frac{\Delta Q}{\Delta t}$ , onde $\Delta Q$ é a carga elétrica em coulombs e $\Delta t$ é o tempo transcorrido para a passagem daquela carga elétrica.
$i=\frac{\Delta Q}{\Delta t}$
$\Delta Q=i \times \Delta t=10^3 \times 86.400=8,64 \times 10^7 \ C$

A carga de 1 mol de elétrons é 96.500C, portanto, em 1 dia passaram pelo sistema $\frac{8,64 \times 10^7}{96.500}=895,34 \ mol$ de elétrons.

Temos, então, pelas reações do cátodo;

a) Prata:
1 mol de $Ag^+$ recebe 1 mol de elétrons, daí 895,34 mol de elétrons se combinam com 895,34 mol de $Ag^+$ .

Como: $n_{Ag}=\frac{m_{Ag}}{M_{Ag}} \Longleftrightarrow}m_{Ag}= n_{Ag} \times M_{Ag}$
$m_{Ag}=895,34 \times 108=96.696,72 \ g \ de \ Ag$ .

b) Cobre:
1 mol de $Cu^{2+}$ recebe 2 mols de elétrons, daí 895,34 mol de elétrons se combinam com $\frac{895,34}{2}=447,67$ mol de $Cu^{2+}$ .

Como: $n_{Cu}=\frac{m_{Cu}}{M_{Cu}} \Longleftrightarrow}m_{Cu}= n_{Cu} \times M_{Cu}$
$m_{Cu}=447,67 \times 63,5=28.427,04 \ g \ de \ Cu$ .

c) Alumínio:
1 mol de $A\ell^{3+}$ recebe 3 mols de elétrons, daí 895,34 mol de elétrons se combinam com $\frac{895,34}{3}=298,45$ mol de $A\ell^{3+}$ .

Como: $n_{A\ell}=\frac{m_{A\ell}}{M_{A\ell}} \Longleftrightarrow}m_{A\ell}= n_{A\ell} \times M_{A\ell}$
$m_{A\ell}=298,45 \times 27=8.058,15 \ g \ de \ A\ell$ .

d) Níquel:
1 mol de $Ni^{2+}$ recebe 2 mols de elétrons, daí 895,34 mol de elétrons se combinam com $\frac{895,34}{2}=447,67$ mol de $Ni^{2+}$ .

Como: $n_{Ni}=\frac{m_{Ni}}{M_{Ni}} \Longleftrightarrow}m_{Ni}= n_{Ni} \times M_{Ni}$
$m_{Ni}=447,67 \times 58,7=26.278,23 \ g \ de \ Ni$ .

Espero ter ajudado!

santospablo · 26 Nov 2014, 11:57

Muito Obrigado. Ajudou bastante.

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