Uma solução de H2SO4 foi eletrolisada, empregando-se eletrodos inertes, durante o período de 35 min. O hidrogênio produzido no cátodo foi recolhido sobre a água, à pressão total de 752 mmHg e à temperatura de 28 oC. Se o volume de H2 foi de 145 mL, qual era a corrente de eletrólise? (A pressão de vapor da água a 28 oC é de 28 mmHg).
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Primeiro vamos calcular o número de mols de H2 formado.
Usamos a equação dos gases ideias:
n=P.V/R.T
Temos:
P=752mmHg
V=145mL=0,145L
T=28°C=(28+273)=301K
R=62,32mmHg.L/mol.K
Substituindo os valores:
n=P.V/R.T
n=752.0,145/(62,32.301)=0,00588129mol
Esse é o total de mols no volume dado. Nesse volume existirá H2 e vapor d'água. É dado a pressão de vapor(pressão parcial) da água nessa temperatura, então podemos calcular a fração molar de água.
Pressão parcial é dada por:
Pi=Xi.P ---> Xi=Pi/P
Onde Xi é a fração molar, Pi é a pressão parcial e P é a pressão total.
Temos: Pi=28mmHg P=752mmHg
X(H2O)=28/752=0,037234
Sabemos ainda que:
X(H2)+X(H2O)=1
Então:
X(H2)=1-X(H2O)=1-0,037234=0,962766
Essa é a fração molar de H2 no volume. Multiplicamos o total de mols por ela para achar o número de mols de H2.
n(H2)=n(total).X(H2)=0,00588129.0,962766 =5,662306.10^-4 mols
Na reação de eletrólise, a redução do hidrogênio é dada por:
2H+ + 2e- ---> H2(g)
Então 1mol de gás hidrogênio gerado precisa de 2mols de elétrons.
Então achamos o número de mols de elétrons:
n(e)=2.n(H2)=2.5,662306.10^-4=1,13246.10^-3 mol
Sabemos ainda que a carga total usada será:
Q=n(e).qn(e)
Sendo qn(e) a carga de 1mol de elétrons
A carga do elétron é:
qn(e)=96451,07C (C=coloumb-- unidade de carga)
Então calculamos a carga total usada:
Q=n(e).qn(e)=1,13246.10^-3 . 96451,07=109,22C
A corrente é calculada por:
i=Q(C)/t(s)
Temos:
Q=109,22C
t=35min=(35.60)s=2100s
Então:
i=109,22/2100≈0,052A = 52mA (A=ampere --- unidade de corrente)
Espero ter ajudado =)
Usamos a equação dos gases ideias:
n=P.V/R.T
Temos:
P=752mmHg
V=145mL=0,145L
T=28°C=(28+273)=301K
R=62,32mmHg.L/mol.K
Substituindo os valores:
n=P.V/R.T
n=752.0,145/(62,32.301)=0,00588129mol
Esse é o total de mols no volume dado. Nesse volume existirá H2 e vapor d'água. É dado a pressão de vapor(pressão parcial) da água nessa temperatura, então podemos calcular a fração molar de água.
Pressão parcial é dada por:
Pi=Xi.P ---> Xi=Pi/P
Onde Xi é a fração molar, Pi é a pressão parcial e P é a pressão total.
Temos: Pi=28mmHg P=752mmHg
X(H2O)=28/752=0,037234
Sabemos ainda que:
X(H2)+X(H2O)=1
Então:
X(H2)=1-X(H2O)=1-0,037234=0,962766
Essa é a fração molar de H2 no volume. Multiplicamos o total de mols por ela para achar o número de mols de H2.
n(H2)=n(total).X(H2)=0,00588129.0,962766 =5,662306.10^-4 mols
Na reação de eletrólise, a redução do hidrogênio é dada por:
2H+ + 2e- ---> H2(g)
Então 1mol de gás hidrogênio gerado precisa de 2mols de elétrons.
Então achamos o número de mols de elétrons:
n(e)=2.n(H2)=2.5,662306.10^-4=1,13246.10^-3 mol
Sabemos ainda que a carga total usada será:
Q=n(e).qn(e)
Sendo qn(e) a carga de 1mol de elétrons
A carga do elétron é:
qn(e)=96451,07C (C=coloumb-- unidade de carga)
Então calculamos a carga total usada:
Q=n(e).qn(e)=1,13246.10^-3 . 96451,07=109,22C
A corrente é calculada por:
i=Q(C)/t(s)
Temos:
Q=109,22C
t=35min=(35.60)s=2100s
Então:
i=109,22/2100≈0,052A = 52mA (A=ampere --- unidade de corrente)
Espero ter ajudado =)
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