Questão 2696401

• Banca: FCC
• Órgão: SABESP
• Ano: 2018
• Provas: FCC - 2018 - SABESP - Técnico em Sistemas de Saneamento 01 - Química
• Disciplina: Química
• Assuntos: Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.; Transformações Químicas e Energia

A massa de cobre metálico, em gramas, que será depositada no cátodo de uma célula eletrolítica contendo solução de CuSO₄, submetida a uma corrente de 2,0 Amperes, durante 10 minutos, considerando rendimento eletrolítico de 100%, é igual a

Dados:

Massa atômica (g/mol): Cu = 63,5

Constante de Faraday = 96500 C/mol (Coulombs por mol de elétrons)

Reação no cátodo: Cu²⁺ _(aq) + 2 e⁻ → Cu_(s)

• A. 0,066.
• B. 0,198.
• C. 0,395.
• D. 0,790.
• E. 1,320.

Gabarito: C

Comentários

• t= 10 x60s = 600 s

  Q= i .t

  Q= 2 . 600 = 1200 C

  Cu2+ (aq) + 2 e− → Cu(s)

  1mol        2mol é -> 1 mol

  96500 C -> 1mol é

  F           -> 2mol é

  F=  193000C

  m (MOL) = k X Q,  sendo k = 1/F

  M= 1/ 193000 x 1200

  M= 0,00621 mol

   

  mas, 1mol -> 63,5 g Cu

            0,00621->   x

                  x= 0,395 gramas

   

• Esta questão abrange o conteúdo de eletrólise. De acordo com a primeira lei de Faraday: “a massa de uma substância eletrolisada é diretamente proporcional à quantidade de eletricidade que atravessa o sistema". Portanto, para a resolução dessa questão é preciso saber a carga elétrica e relacioná-la à constante de Faraday para obtermos a massa de cobre depositada. Sendo assim, observemos os dados e a resolução da questão:
  
  
  Dados:
  i = 2,0 A
  t = 10 minutos = 600 s
  
  Massa atômica (g/mol): Cu = 63,5
  Constante de Faraday = 96500 C/mol (Coulombs por mol de elétrons)
  Reação no cátodo: Cu²⁺_(aq) + 2 e⁻ → Cu_(s)
  
  Rendimento eletrolítico de 100%
  
  
  Resolução:
  
  1)  A carga elétrica (Q), dada em Coulombs, é definida como:
  Q = i x t
  Em que i é a corrente elétrica em ampères e t é o tempo em segundos.
  
  
  2) Substituindo os dados na equação obtemos o valor da carga elétrica utilizada no processo:
  Q = 2,0 ∙ 600 = 1200 C
  
  
  3) De acordo com a reação são necessários dois mols de e^- para produzir 1 mol de Cu(s). Como 1 mol de e^- corresponde a 96500 C e em 1 mol de Cu(s) temos 63,5 g, é possível encontrar a massa formada a partir de uma regra de três, considerando o rendimento de 100%:
  2 mols de e- ^produzem 1 mol de Cu(s)
  
  2 ∙ 96500 C ^produzem 63,5 g de Cu(s)
  1200  C       ---------          X
  X = 1200 ∙ 63,5/(2 ∙ 96500) = 600 ∙ 63,5/96500 = 38100/96500 = 0,395 g de Cu(s)
  
  Gabarito do Professor: Letra C.