Questão 1
Quando realizamos a eletrólise em série de soluções aquosas de Zn(NO3)2 e TiSO4, foram formados 50g de zinco metálico no cátodo da primeira cuba. A massa de titânio depositada na segunda cuba é de aproximadamente? (Dados: Zn = 200 u; Ti= 64 u)
a) 56 g
b) 46 g
c) 36 g
d) 26 g
e) 16 g
Questão 2
Duas cubas eletrolíticas ligadas em série contêm soluções aquosas de FeSO4 e PbSO4 e recebem a passagem de uma corrente elétrica. Após a passagem, verifica-se a presença de um depósito de 30 g de ferro na primeira cuba. Determine a massa de chumbo que será depositada na segunda cuba.
a) 120 g
b) 200 g
c) 250 g
d) 111 g
e) 91 g
Questão 3
(FEI-SP) Duas cubas eletrolíticas dotadas de eletrodos inertes, ligadas em série, contêm, respectivamente, solução aquosa de AgNO3 e solução aquosa de Kl. Certa quantidade de eletricidade acarreta a deposição de 108 g de prata na primeira cuba. Em relação às quantidades e à natureza das substâncias liberadas, respectivamente, no cátodo e no ânodo da segunda cuba, pode-se dizer (massas atômicas (u): H = 1; O = 16; K = 39; Ag = 108; I = 127):
a) 39 g de K e 8 g de O2
b) 11,2 L (CNTP) H2 e 127 g de I2
c) 11,2 L (CNTP) H2 e 5,6 g de O2
d) 39 g de K e 127 g de I2
e) 1 g de H2 e 254 g de I2
Questão 4
(ITA-SP) Uma cuba eletrolítica com eletrodos de cobre e contendo solução aquosa de Cu(NO3)2 é ligada em série a outra provida de eletrodos de prata e contendo solução aquosa de AgNO3. Esse conjunto de cubas em série é ligado a uma fonte durante certo intervalo de tempo. Nesse intervalo de tempo, um dos eletrodos de cobre teve um incremento de massa de 0,64 g. O incremento de massa em um dos eletrodos da outra célula deve ter sido de? (Massas molares (g/mol): Cu = 64; Ag = 108)
a) 0,32 g
b) 0,54 g
c) 0,64 g
d) 1,08 g
e) 2,16 g
Resposta Questão 1
Letra c). Os dados necessários para a resolução da questão são:
• Massa de zinco formado (mZn): 50 g
• Massa molar do zinco (mZn): 65 g/mol (presente na tabela periódica)
• Massa molar do titânio (MTi): 48 g/mol (presente na tabela periódica)
• Massa de titânio formada (mTi): ?
• Carga do zinco (KZn): +2 (NOX fixo)
• Carga do titânio (KTi): +2 (O NOX do titânio aqui é +2 porque faz parte do composto iônico TiSO4. O composto não possui índice na frente do cátion Ti e do ânion SO4. Como o SO4 é -2, logo, o NOX do Ti será +2.)
Para determinar a massa de prata formada, basta utilizar os dados na seguinte expressão para eletrólise em série:
mZn.KZn = mTi.KTi
MZn MTi
50.2 = mTi.2
65 48
65.mTi.2 = 100.48
130.mTi = 4800
mTi = 4800
130
mTi = 36,92 g
Resposta Questão 2
Letra d). Os dados necessários para a resolução da questão são:
• Massa de ferro formado (mFe): 30 g
• Massa molar do ferro (mFe): 56 g/mol (presente na tabela periódica)
• Massa molar do chumbo (MPb): 208 g/mol (presente na tabela periódica)
• Massa de chumbo formada (mPb): ?
• Carga do ferro (KFe): + 2 (O NOX do ferro aqui é +2 porque faz parte do composto iônico FeSO4. O composto não possui índice na frente do cátion Pb e do ânion SO4. Como o SO4 tem NOX fixo -2, logo, o NOX do Pb tem que ser +2.)
• Carga do chumbo (KPb): +2 (O NOX do chumbo aqui é +2 porque faz parte do composto iônico PbSO4. O composto não possui índice na frente do cátion Pb e do ânion SO4. Como o SO4 tem NOX fixo -2, logo o NOX do Pb tem que ser +2);
Para determinar a massa de prata formada, basta utilizar os dados na seguinte expressão para eletrólise em série:
mFe.KFe = mTi.KPb
MFe MPb
30.2 = mTPb.2
56 208
56.mPb.2 = 60.208
112.mPb = 12480
mTi = 4800
112
mTi = 111 g
Resposta Questão 3
Os dados fornecidos pelo exercício foram:
• Massa molar da prata (MAg): 108 g/mol
• Massa de prata formada (mAg): 108
• Carga da prata (KAg): +1 (NOX fixo)
• Carga do potássio (KK): +1 (NOX fixo, por ser da família IA)
• Carga do iodo (KI): -1 (NOX fixo, por ser da família VIIA)
1o Passo: Análise da eletrólise aquosa (íons presentes)
Está ocorrendo uma eletrólise aquosa, pois temos a presença de dois sais (AgNO3 e KI) dissolvidos em água. Ao serem dissolvidos em água, esses sais fornecem os íons K+, Ag+, I- e NO3- (provenientes dos sais). Como a água sofre ionização, também temos os íons H+ e OH- (provenientes da água).
Quando a corrente elétrica (primordial em uma eletrólise) chegar a essas cubas, apenas um cátion sofrerá descarrega e formará uma substância. De acordo com a escala de descarga seletiva de íons,
• na cuba em que está o AgNO3, o Ag do sal sofrerá descarga por ser mais reativo que o hidrônio (H+) da água, enquanto o OH- da água sofrerá descarga por ser mais reativo que o nitrato (NO3-) do sal. Como resultado, teremos a formação de prata sólida e gás oxigênio.
• Na cuba em que está o iodeto de potássio (KI), o hidrônio (H+) da água sofrerá hidrólise por ser mais reativo que o potássio (K), enquanto o iodo sofrerá descarga por ser mais reativo que o hidróxido (OH-) da água. Como resultado, teremos a formação de gás hidrogênio e iodo sólido (a substância simples formada pelo iodo é sempre sólida).
2o Passo: Volume de H2 formado:
Quando a água sofre ionização, ela produz 2 mol de cátion H+.
H2O → H+ + OH-
Quando o H+ recebe elétrons, ele forma o gás hidrogênio. São necessários 2 mol de elétrons e hidrônios para a equação ficar balanceada:
2 H+ + 2 e → H2
Existem 2 mol de elétrons para 1 mol de gás hidrogênio, logo, temos 2 Faraday de elétrons para 1 Faraday de hidrogênio. Como a quantidade de litros em 1 mol é 22,4 L, temos que:
2 Faraday de elétrons---------22,4 L de H2
1 mol de H2-----x
x = 2,4
2
x = 11,2 L de H2
Como a quantidade de H+ foi alterada para a formação do H2, a equação da água apresenta um novo balanceamento:
2 H2O → 2 H+ + 2 OH-
3o Passo: Massa de I2 formada
Quando o iodo perde elétrons (por ser um ânion) durante a eletrólise, forma uma substância simples de fórmula I2.
I- → I2 + 1 e
A equação deve ser balanceada para igualar as quantidades de átomos e elétrons:
2 I- → I2 + 2 e
Temos que 1 mol de I2 está para 2 mol de elétrons, ou seja, 1 mol de Faraday de I2 está para 2 Faraday de elétrons. Como o Faraday está relacionado a massa molar:
254 g/mol------2 Faraday de elétrons
x------------1 Faraday
2.x = 254
x = 254
2
x = 127 g
Resposta Questão 4
Letra e). Os dados fornecidos pelo exercício foram:
• Massa de cobre formada (mCu): 0,64 g
• Massa molar do cobre (mCu): 64 g/mol (presente na tabela periódica)
• Massa molar da prata (MAg): 108 g/mol (presente na tabela periódica)
• Massa de prata formada (mAg): ?
• Carga da prata (KAg): +1 (NOX fixo)
• Carga do cobre (KCu): +2 (O NOX do cobre aqui é +2 porque faz parte do composto iônico Cu(NO3)2, sendo o índice 2 originário do Cu.)
Para determinar a massa de prata formada, basta utilizar os dados na seguinte expressão para eletrólise em série:
mCu.KCu = mAg.KAg
MCu MAg
0,64.2 = mAg.1
64 108
64.mAg = 1,28.108
64.mAg = 138,24
mAg = 138,24
64
mAg = 2,16 g
