Ano 2022#Quimica - Eletroquimica - Eletrolise#fase2#discursiva

Sobre o tema

A eletroquímica estuda reações que envolvem transferência de elétrons, como as que ocorrem em pilhas e eletrólises. Na eletrólise, uma corrente elétrica força uma reação não espontânea, como a decomposição de compostos. No caso de soluções aquosas de sulfato cúprico (CuSO4), ocorre deposição de cobre metálico no cátodo e liberação de oxigênio no ânodo. Quando duas células estão em série, a mesma corrente passa por ambas, permitindo relacionar quantidades de produtos formados através das leis de Faraday. A questão aborda cálculos de tempo de deposição de cobre, baseados na massa e corrente, e o efeito do borbulhamento de hidrogênio gasoso em solução alcalina sobre o pH, envolvendo equilíbrio ácido-base. Esses conceitos são fundamentais para concursos como o IME, combinando estequiometria, eletroquímica e química de soluções.

Tópicos relacionados

  • Eletrólise de sulfato cúprico
  • Leis de Faraday e deposição metálica
  • Cálculo de tempo em eletrólise
  • Eletrólise da água e produção de gases
  • pH de soluções após borbulhamento de H2

Enunciado

Uma corrente eletrica constante atravessa duas celulas eletroliticas ligadas em serie, sendo que a primeira contem uma solucao aquosa de sulfato cuprico e a segunda produz hidrogenio no catodo e oxigenio no anodo.

Considerando essas informacoes e sabendo que o gas hidrogenio tem solubilidade desprezivel em agua:
a) escreva as semirreacoes e a reacao global da eletrolise do sulfato cuprico em meio aquoso, envolvendo o fluxo de eletrons;
b) determine o tempo, em minutos, necessario para o deposito de 0,254 g de cobre, quando se faz passar uma corrente de 2,0 A na solucao da primeira celula eletroquimica;
c) calcule o pH da solucao resultante do borbulhamento do hidrogenio gasoso, produzido no catodo da segunda celula, em 200 mL de uma solucao aquosa de NaOH 0,1 mol/L, a 298 K.

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Perguntas frequentes

O que é eletrólise?

Eletrólise é um processo não espontâneo que utiliza corrente elétrica para promover reações químicas, como a decomposição de compostos iônicos fundidos ou em solução.

Como calcular a massa depositada em eletrólise usando a Lei de Faraday?

Use a fórmula m = (M i t) / (n * F), onde M é a massa molar, i a corrente, t o tempo, n o número de elétrons envolvidos e F a constante de Faraday (96485 C/mol).

Por que o borbulhamento de H2 em NaOH altera o pH?

Hidrogênio gasoso é pouco solúvel em água e não reage significativamente com NaOH; portanto, o pH praticamente não se altera, pois a concentração de OH- permanece a mesma.

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