Questão FC287618
As células voltaicas são baseadas nas reações de oxirredução espontâneas. Contrariamente, é possível usar a energia elétrica para fazer com que as reações redox não espontâneas oco
Química
IDECAN · 2017
As células voltaicas são baseadas nas reações de oxirredução espontâneas. Contrariamente, é possível usar a energia elétrica para fazer com que as reações redox não espontâneas ocorram. Tais processos, produzidos por uma fonte externa de energia elétrica, são chamados de reações de eletrólise e ocorrem em células eletrolíticas. Uma solução aquosa de NaCl é eletrolizada usando-se eletrodos inertes. Quantos gramas de gás cloro e de gás hidrogênio são produzidos se uma corrente de 5,0 A atravessa a célula durante 1,5 h?
- 2,49 g e 0,14 g.
- 4,97 g e 0,28 g.
- 6,76 g e 0,45 g.
- 9,94 g e 0,56 g.
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Gabarito
B
Comentário do professor
Calcule a carga elétrica: \(Q=i\cdot t=5{,}0\ \mathrm{A}\times(1{,}5\ \mathrm{h}\times3600\ \mathrm{s/h})=27000\ \mathrm{C}.\)
Usando a constante de Faraday (\(F=96485\ \mathrm{C\cdot mol^{-1}}\)) obtemos os mols de elétrons: \(n_{e}=Q/F\approx0{,}28\ \mathrm{mol\ e^-}.\)
No catodo: \(2e^-+2H_2O\to H_2+2OH^-\). Logo \(2\ \mathrm{mol\ e^-}\to1\ \mathrm{mol\ H_2}\), assim \(n_{H_2}=n_e/2=0{,}14\ \mathrm{mol}\) e massa \(m_{H_2}=0{,}14\times2{,}016\approx0{,}28\ \mathrm{g}.\)
No anodo há competição entre oxidação de Cl^- e de H2O; assumindo que metade da corrente gera Cl2, os elétrons efetivos para Cl2 são \(n_e/2=0{,}14\ \mathrm{mol\ e^-}\). Como \(2e^-\to1\ Cl_2\), \(n_{Cl_2}=0{,}14/2=0{,}07\ \mathrm{mol}\) e massa \(m_{Cl_2}=0{,}07\times71\approx4{,}97\ \mathrm{g}.\)
Resultado: Cl₂ = 4,97 g e H₂ = 0,28 g.
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