No texto Aspectos Quantitativos da Eletrólise, você viu algumas relações matemáticas que se estabelecem entre as grandezas envolvidas num processo de eletrólise, como a corrente elétrica (i), a quantidade de carga elétrica (Q) necessária para que o processo ocorra e o tempo (t) que levará. Também foi descoberta a quantidade de carga elétrica que é transportada quando há 1 mol de elétrons ou, segundo a constante de Avogadro, 6,02 . 1023 elétrons.
Resumidamente, as relações são:
Agora, veja três exemplos de como você pode usar essas informações para resolver problemas práticos da eletroquímica. É importante ressaltar que aqui usamos o valor 96486 C. Porém, na maioria das literaturas químicas, usa-se o valor arredondado 96500 C.
1º Exemplo: Considere uma galvanoplastia em que uma peça foi revestida de prata. Ao final desse processo eletrolítico, a quantidade de carga usada para que os íons Ag+ se reduzissem a Ag foi de 0,05 faraday. Sabendo que a massa molar da prata é igual a 108 g/mol, diga qual foi a massa de prata depositada nesse processo?
Resolução:
Ag+ (aq) + e- → Ag(s)
↓ ↓
1 mol e- 1 mol
↓ ↓
1 faraday ------ 108 g
0,05 faraday --- m
m = 5,4 g
2º Exemplo: Digamos que estamos efetuando a eletrólise da solução aquosa de sulfato de níquel (NiSO4), aplicando uma corrente elétrica igual a 0,10 A por 386 segundos. Qual será a massa de níquel que será obtida no cátodo? (Dado: massa molar do Ni = 58,7 g/mol)
Resolução:
Ni2+ + 2e- → Ni(s)
↓ ↓
2 mol e- 1 mol
↓ ↓
2 ( 96486 C)---- 58,7g
Para fazer uma relação de regra de três e descobrir a massa que foi formada nesse caso, precisamos descobrir primeiro a quantidade de carga elétrica (Q):
Q = i . t
Q = 0,10 . 386
Q = 38,6 C
Assim, temos:
2 ( 96486 C)---- 58,7g
38,6 C ----------- m
m = 2265,82 C . g
192972 C
m = 0,01174 g ou 11,74 mg
3º Exemplo: Temos três cubas eletrolíticas ligadas em série e submetidas a uma corrente de 5 A por um tempo de 32 minutos e 10 segundos. Na primeira cuba, temos uma solução de CuSO4; na segunda, temos uma solução de FeCl3; e na terceira, temos uma solução de AgNO3. Determine quais são as massas de cada um dos metais depositadas nos eletrodos das três cubas. (Massas molares: Cu = 63,5 g/mol, Fe = 56 g/mol, Ag = 108 g/mol).
Resolução:
Primeiramente, vamos passar o valor do tempo para segundos:
1 minuto -------- 60 segundos
32 minutos ----- t
t = 1920 + 10 segundos = 1930 segundos
Com esse dado, podemos determinar a quantidade de carga elétrica Q:
Q = i . t
Q = 5 . 1930
Q = 9650 C
Agora, usamos regras de três para cada uma das semirreações que ocorrem nas três cubas para descobrir as respectivas massas dos metais depositados:
1ª Cuba: 2ª Cuba: 3ª Cuba:
Cu2+ + 2e- → Cu(s) Fe3+ (aq) + 3 e- → Fe(s) Ag+ (aq) + e- → Ag(s)
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
2 mol e- 1 mol 3 mol e- 1 mol 1 mol e- 1 mol
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
2 . (96486 C)------ 63,5 g 3 . (96486 C)------ 56 g 96486 C ------ 108 g
9650 C ------ m 9650 C ------ m 9650 C ------ m
m ≈ 3,175 g de Cu(s) m ≈ 1,867 g de Fe(s) m = 10,8 g de Ag(s)
Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química