Exercício Resolvido b Eletrólise

Lembrando que:

$Q=i \cdot t$

Onde $Q$ é a carga elétrica, $i$ a corrente e $t$ o tempo, vamos calcular a carga envolvida na reação. Primeiro, precisamos saber quantos mol de cobre estão sendo produzidos com a produção de $1$ tonelada do metal:

$m_{Cu}=1000\ kg$

$MM_{Cu}=63,5\ g/mol$

$n_{Cu}=\dfrac{1 \cdot 10^6\ g}{63,5}$

$n_{Cu}=15748\ mol$

Agora, sabendo da proporção entre mol de cobre e mol de elétrons envolvidos, vamos calcular o número de mol de elétrons usados:

${Cu^{2+}}_{(aq)} + 2e^- \rightarrow Cu_{(s)}$

Logo:

$1\ mol\ Cu \longrightarrow 2\ mol\ e^-$

$15748\ mol\ Cu \longrightarrow n_{e^-}$

$n_{e^-}=31496\ mol$

Agora, finalmente, vamos calcular a carga envolvida nessa reação:

$1\ mol\ e^- \longrightarrow 96485\ C$

$31496\ mol\ e^- \longrightarrow Q$

$Q=3,039 \cdot 10^9\ C$

Por fim, basta substituírmos na fórmula apresentada acima:

$Q=i \cdot t$

$3,039 \cdot 10^9\ = 1,00 \cdot 10^5 \cdot t$

$t=30390\ s$

Chegamos na resposta em segundos. Podemos converter esse valor para minutos, horas e dias, conforme parecer mais propriado. Para isso, vamos dividir primeiro por $60$ para chegar na grandeza minutos. Então, por mais $60$ para chegar em horas:

$t\ (min)=\dfrac{30390}{60}=506,5\ min$

$t\ (hr)=\dfrac{506,5}{60}=8,5\ hr$

Resposta esperada: $\boldsymbol{t=8,5}$ horas.