UECE 2022
O gás cloro usado na Primeira Guerra Mundial como arma química na cidade de Ypres (Bélgica) pode ser obtido através da eletrólise ígnea do cloreto de sódio.
Considerando a constante de Faraday igual a 96500 C, o tempo, em minutos, necessário para produzir 0,10 mol do referido gás utilizando uma corrente de 4 ampéres é, aproximadamente,
100.
80.
90.
70.
Resolução
Passo 1 – Relação entre Cl2 e elétrons
Na eletrólise ígnea do NaCl, o processo no ânodo é
2 Cl− → Cl2(g) + 2 e−
Logo, para cada mol de Cl2 formam-se 2 mol de elétrons.
Passo 2 – Quantidade de elétrons
n(Cl2) = 0,10 mol ⇒ ne−=2 × 0,10 = 0,20 mol
Passo 3 – Carga total
Q = ne− × F = 0,20 mol × 96 500 C mol−1 = 19 300 C
Passo 4 – Tempo com corrente de 4 A
I = 4 A = 4 C s−1
t = Q/I = 19 300 C / 4 C s−1 = 4 825 s
Passo 5 – Conversão para minutos
t = 4 825 s ÷ 60 s min−1 ≈ 80 min
Assim, o tempo aproximado é 80 min.
Dicas
Erros Comuns
- Lei de Faraday: a quantidade de carga elétrica necessária para oxidar ou reduzir uma espécie é proporcional ao número de mols de elétrons envolvidos.
- Constante de Faraday (F): 96 500 C por mol de elétrons.
- Relação carga–tempo: Q = I × t, onde I é a corrente (C/s) e t o tempo (s).
- Estequiometria da eletrólise: utilize o número de elétrons por mol de produto dado pela semi-reação.
