Questão 73
UNESP 2020
(UNESP - 2020 - 1ª FASE)
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 × 10–2cm 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
Obs: consultar a tabela periódica nas instruções.
17 000 s.
2 200 s
8 500 s.
4 300 s.
3 600 s.
Gabarito:
8 500 s.
Resolução:
Para calcular a quantidade de tempo que levará para acontecer a reação é necessário saber a qual o volume de cobre que será depositado, para isso utiliza-se o volume do cubo:
Note que a face do cubo foi multiplicada por 6 por que há 6 faces no cubo e cada uma delas será recoberta por cobre.
Sabendo o volume ocupado e a densidade que foi fornecida, é possível calcular a massa depositada:
Sabendo a massa depositada, é possível calcular a carga necessária. Para isso, é importante saber que a reação de deposição do cobre pode ser representada pela equação:
Como a proporção entre quantidade de elétron é 2:1, a massa molar do cobre é 63,5 g e a carga por mol de elétron é 105 C, é possível montar a seguinte regra de três:
2 mol de e- ----------- 1 mol de Cu
2 x 105 C ------------- 63,5 g de Cu
Q ----------------------- 0, 54 g de Cu
Q = 1700 C
Sabendo a carga e a corrente em Ampere, é possível calcular o tempo necessário:
Gabarito: letra C