Dissertação 10 - ITA - 2ª Fase Dia 2 - ITA 2025

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Questão 10

Dissertativa

Considere uma célula eletrolítica constituída por duas placas de platina imersas numa solução aquosa $1 mol \cdot L^{- 1}$ em ácido clorídrico. Uma das placas foi recoberta por cloreto de prata e conectada ao polo negativo de uma fonte de tensão. Após as devidas conexões, foi aplicada uma corrente elétrica contínua de 1,5 A durante 10,72 min.

Com base nas informações fornecidas e considerando-se que não há formação de gases no catodo, responda às seguintes questões:

a) Apresente as semiequações químicas que representam as semirreações que ocorreram no anodo e no catodo e indique a polaridade dos eletrodos.

b) Apresente a equação química que representa a reação global.

c) Determine o valor numérico da variação de massa do catodo e do anodo.

Resolução:

a) A placa recoberta com $AgC l$ é conectada ao polo negativo de uma fonte de tensão. Torna-se, portanto, o catodo da eletrólise. O outro eletrodo de platina será o anodo, inerte. Assim, tem-se:

$Redução / Catodo (-) : AgC l (s) + e^{-} \overset{}{\to} Ag (s) + C l^{-} (aq) Oxidação / Anodo (+) : 2 C l^{-} (aq) \overset{}{\to} C l_{2} (g) + 2 e^{-}$

b) A reação global será dada pela soma das semirreações balanceadas apresentadas no item (a).

$2 AgC l (s) + 2 e^{-} \underset{}{\to} 2 Ag (s) + 2 C l^{-} (aq) \frac{2 C l^{-} (aq) \underset{}{\to} C l_{2} (g) + 2 e^{-}}{Global : 2 AgC l (s) \underset{}{\to} 2 Ag (s) + C l_{2} (g)}$

c) O anodo não sofre alteração de massa, uma vez que o eletrodo de platina é inerte. Portanto, ${(Δm)}_{anodo} = 0$ .

A variação de massa no catodo se dá por conta dos íons cloreto que vão para a solução. Assim, da proporção estequiométrica na semirreação de redução, e considerando-se que a corrente aplicada foi de 1,5 A, e o tempo de duração da eletrólise foi de 643,2 s, tem-se:

$\begin{matrix} 1 mol e^{-} & 1 mol C l^{-} \\ 96500 C & 35, 45 g \\ 1, 5 A \cdot 643, 2 s & m \end{matrix} \Rightarrow m = \frac{35, 45 \cdot 1, 5 \cdot 643, 2}{96500} = 0, 354 g$

Logo, ${(Δm)}_{catodo} = 0, 354 g$ .

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