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Considere um cubo de aço inoxidável cujas arestas medem 1 cm. Deseja-se recobrir as faces desse cubo com uma camada uniforme de cobre de 1 × 10–2 c...

Considere um cubo de aço inoxidável cujas arestas medem 1 cm. Deseja-se recobrir as faces desse cubo com uma camada uniforme de cobre de 1 × 10–2 cm de espessura. Para isso, o cubo pode ser utilizado como cátodo de uma cuba eletrolítica contendo íons Cu2+ (aq). Admita que a eletrólise se realize sob corrente elétrica de 200 mA, que a constante de Faraday seja igual a 1 × 105 C/mol e que a densidade do cobre seja 9 g/cm3. Assim, estima-se que o tempo de eletrólise necessário para que se deposite no cubo a camada de cobre desejada será próximo de

A) 17 000 s.
B) 2 200 s.
C) 8 500 s.
D) 4 300 s.
E) 3 600 s.

Essa pergunta também está no material:

unesp_caderno_de_questoes_prova_de_conhecimentos_gerais_15_nov_2019__v1
32 pág.

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Para calcular o tempo de eletrólise necessário para depositar a camada de cobre desejada no cubo, podemos utilizar a equação: m = (i x t x M) / (n x F) Onde: m = massa de cobre depositada (g) i = corrente elétrica (A) t = tempo de eletrólise (s) M = massa molar do cobre (63,5 g/mol) n = número de elétrons envolvidos na reação (2 para Cu2+ + 2e- -> Cu) F = constante de Faraday (96.500 C/mol) Primeiro, precisamos calcular a massa de cobre necessária para recobrir as faces do cubo: Área total do cubo = 6 x (1 cm)² = 6 cm² Volume do cobre necessário = área x espessura = 6 cm² x 1 × 10–2 cm = 6 × 10–2 cm³ Massa do cobre necessário = densidade x volume = 9 g/cm³ x 6 × 10–2 cm³ = 0,54 g Agora, podemos substituir os valores na equação e isolar o tempo de eletrólise: t = (m x n x F) / (i x M) t = (0,54 g x 2 x 96.500 C/mol) / (0,2 A x 63,5 g/mol) t ≈ 8.500 s Portanto, a alternativa correta é a letra C) 8.500 s.

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