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No ano de 2014, os alunos da EsPCEx realizaram um experimento de eletrólise durante uma aula prática no Laboratório de Química. Nesse experimento, foi montado um banho eletrolítico, cujo objetivo era o depósito de cobre metálico sobre um clipe de papel, usando no banho eletrolítico uma solução aquosa 1 mol·L-1 de sulfato de cobre II. Nesse sistema de eletrólise, por meio de uma fonte externa, foi aplicada uma corrente constante de 100 mA, durante 5 minutos. Após esse tempo, a massa aproximada de cobre depositada sobre a superfície do clipe foi de:

a) 2,401 g.
b) 1,245 g.
c) 0,987 g.
d) 0,095 g.
e) 0,010 g.
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Questões Para o Saber

ano passado

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há 6 meses

Para resolver essa questão, precisamos usar a fórmula da eletrólise e a relação entre a corrente, o tempo e a quantidade de substância depositada. 1. Dados do problema: - Corrente (I) = 100 mA = 0,1 A - Tempo (t) = 5 minutos = 5 × 60 = 300 segundos - A carga elétrica (Q) pode ser calculada pela fórmula: Q = I × t. 2. Cálculo da carga elétrica: \[ Q = 0,1 \, \text{A} \times 300 \, \text{s} = 30 \, \text{C} \] 3. Cálculo da quantidade de cobre depositada: - A reação de deposição do cobre (Cu) é: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu(s). Isso significa que 2 mols de elétrons depositam 1 mol de cobre. - A constante de Faraday (F) é aproximadamente 96500 C/mol. - A quantidade de mols de elétrons (n) pode ser calculada por: \[ n = \frac{Q}{F} = \frac{30 \, \text{C}}{96500 \, \text{C/mol}} \approx 0,000310 \, \text{mol} \] 4. Cálculo da quantidade de cobre depositada: - Como 2 mols de elétrons depositam 1 mol de cobre, a quantidade de cobre depositada (nCu) é: \[ nCu = \frac{n}{2} = \frac{0,000310}{2} \approx 0,000155 \, \text{mol} \] 5. Cálculo da massa de cobre depositada: - A massa (m) de cobre pode ser calculada pela fórmula: \[ m = nCu \times M \] onde M (massa molar do cobre) é aproximadamente 63,5 g/mol. \[ m = 0,000155 \, \text{mol} \times 63,5 \, \text{g/mol} \approx 0,00983 \, \text{g} \approx 0,010 \, \text{g} \] Portanto, a massa aproximada de cobre depositada sobre a superfície do clipe é de 0,010 g. A alternativa correta é: e) 0,010 g.

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ano passado

Vamos analisar o problema passo a passo: O experimento de eletrólise realizado pelos alunos tinha como objetivo depositar cobre metálico sobre um clipe de papel, utilizando uma solução aquosa de sulfato de cobre II e uma corrente constante de 100 mA por 5 minutos. Para calcular a massa de cobre depositada, podemos usar a fórmula: Massa = (Corrente x Tempo x Massa Molar) / (n x F) Onde: - Corrente: 100 mA = 0,1 A - Tempo: 5 minutos = 300 segundos - Massa Molar do cobre (Cu): 63,55 g/mol - n: número de elétrons envolvidos na reação de redução do Cu²⁺ para Cu (neste caso, 2 elétrons) - F: constante de Faraday = 96.500 C/mol Substituindo na fórmula, temos: Massa = (0,1 A x 300 s x 63,55 g/mol) / (2 x 96.500 C/mol) Massa = (3,018 g) / 193.000 Massa ≈ 0,0156 g Portanto, a massa aproximada de cobre depositada sobre o clipe de papel foi de 0,0156 g. Como nenhuma das alternativas corresponde exatamente a esse valor, podemos concluir que a resposta correta não está presente nas opções fornecidas.

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