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Sob condições apropriadas em uma cuba eletrolítica ocorreu a eletrólise de uma solução aquosa de sulfato de cobre II. Nesse processo ocorreu a formação de 6,35 g de cobre e o desprendimento de um gás. O volume do gás produzido quando medido na CNTP é:

a) 2,24 L
b) 1,12 L
c) 6,35 L
d) 3,2 L
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Desvendando com Questões

há 2 anos

Respostas

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há 2 anos

Para responder a essa pergunta, é necessário utilizar a Lei de Faraday, que relaciona a quantidade de substância produzida em uma eletrólise com a quantidade de carga elétrica que passa pelo sistema. Primeiramente, é necessário calcular a quantidade de carga elétrica que passou pelo sistema. Sabemos que a eletrólise produziu 6,35 g de cobre, que tem uma massa molar de 63,5 g/mol. Portanto, a quantidade de matéria de cobre produzida foi de: n(Cu) = m/M = 6,35/63,5 = 0,1 mol Como a equação da eletrólise é: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu São necessários 2 elétrons para produzir 1 mol de cobre. Portanto, a quantidade de elétrons que passou pelo sistema foi de: n(e⁻) = 2 x n(Cu) = 0,2 mol A carga elétrica correspondente é dada por: Q = n x F x carga Onde F é a constante de Faraday (96500 C/mol) e carga é o número de elétrons (1,6 x 10⁻¹⁹ C). Substituindo os valores, temos: Q = 0,2 x 96500 x 1,6 x 10⁻¹⁹ = 3,088 x 10⁻¹⁵ C Agora, podemos utilizar a equação dos gases ideais para calcular o volume do gás produzido. Sabemos que o gás foi produzido nas CNTP, ou seja, 0°C e 1 atm. Portanto, temos: PV = nRT Onde P = 1 atm, V é o volume que queremos calcular, n é a quantidade de matéria do gás produzido, R é a constante dos gases ideais (0,082 L atm/mol K) e T é a temperatura em Kelvin (273 K). Substituindo os valores, temos: V = nRT/P = (n x 0,082 x 273)/1 = 2,24 L Portanto, a alternativa correta é a letra A) 2,24 L.

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Os gases são totalmente recolhidos em recipientes adequados, sob mesmas condições de temperatura e pressão, é correto afirmar que

a) o volume de H2(g) formado, nesse processo, é maior do que o volume de O2(g).
b) serão formados 2 mols de gases para cada mol de água decomposto.
c) as massas de ambos os gases formados são iguais no final do processo.
d) o volume de H2(g) formado é o quádruplo do volume de O2(g) formado.
e) a massa de O2(g) formado é o quádruplo da massa de H2(g) formado.

Em uma aula de laboratório de Química, a professora propôs a realização da eletrólise da água. Após a montagem de uma aparelhagem como a da figura acima, e antes de iniciar a eletrólise, a professora perguntou a seus alunos qual dos dois gases, gerados no processo, eles esperavam recolher em maior volume. Um dos alunos respondeu: “O gás oxigênio deve ocupar maior volume, pois seus átomos têm oito prótons e oito elétrons (além dos nêutrons) e, portanto, são maiores que os átomos de hidrogênio, que, em sua imensa maioria, têm apenas um próton e um elétron”. Observou‐se, porém, que, decorridos alguns minutos, o volume de hidrogênio recolhido era o dobro do volume de oxigênio (e essa proporção se manteve no decorrer da eletrólise), de acordo com a seguinte equação química: 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g) 2 vols. …1 vol. a) Considerando que a observação experimental não corresponde à expectativa do aluno, explique por que a resposta dada por ele está incorreta. Posteriormente, o aluno perguntou à professora se a eletrólise da água ocorreria caso a solução aquosa de Na2SO4 fosse substituída por outra. Em vez de responder diretamente, a professora sugeriu que o estudante repetisse o experimento, porém substituindo a solução aquosa de Na2SO4 por uma solução aquosa de sacarose (C12H22O11). b) O que o aluno observaria ao realizar o novo experimento sugerido pela professora? Explique.

a) Considerando os dados contidos na tabela de potenciais de redução apresentada no início desta questão, REPRESENTE as duas semirreações ocorridas na eletrólise e a equação balanceada da reação global.

b) CALCULE a força eletromotriz associada a essa reação global. (Deixe seus cálculos indicados, explicando, assim, seu raciocínio.

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