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 as massas de Co e O2 produzidas. Sendo assim, observemos os dados e a resolução da questão:
Dados:
i = 5,0 A;
t = 1,5 h = 5400 s;
Massa atômica dos elementos em g/mol (de acordo com a tabela periódica): Co = 59,0; O = 16,0.
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 acima temos:
Q = 5 ∙ 5400 = 27000 C
3) De acordo com as reações abaixo é possível saber quantos mols de e- são necessários para formar 1 mol de Co(s) e 1 mol de O2(g):
Co+2 + 2e- → Co(s) Eº = - 0.28 V
4e- + O2(g) + 4 H+ → 2H2O Eº = 1.23V
Com a informação em número de mols é possível saber a quantidade em massa produzida (mCo(s) e mO2(g)), relacionando o número de mols de e- à constante de Faraday, uma vez que 1 mol de e- corresponde a 96500 C:
2 mols de e- produzem 1 mol de Co(s)
2 ∙ 96500 C --------- 59 g de Co(s)
27000 C --------- mCo(s)
mCo(s) = 27000 ∙ 59/(2 ∙ 96500) = 13000 ∙ 59/96500 = 8,25 g de Co(s)
4 mols de e- produzem 1 mol de O2(g)
4 ∙ 96500 C --------- 32 g de O2(g)
27000 C --------- mO2(g)
mO2(g) = 27000 ∙ 32/(4 ∙ 96500) = (27000 ∙ 8)/96500 = 2,24 g de O2(g)
Gabarito do Professor: Letra B.