Uma fonte, que fornece uma corrente elétrica constante de , permaneceu ligada a uma célula eletrolítica contendo solução aquosa de e dois eletrodos inertes. Durante certo intervalo de tempo formaram-se mol de em um dos eletrodos e mol de no outro. Para obter as quantidades de produtos indicadas acima, o intervalo de tempo, em segundos, necessário será:


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ITA IIIT 14/07/2022 19:07
A priori, a questão trata das $\href{https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Faraday_da_eletr%C3%B3lise}{\text{Leis de Faraday}}$, nesse contexto, entende-se que para uma dada quantidade de eletricidade, a quantidade de substância produzida é proporcional a massa equivalente. Pensando agora na solução, nota-se que a água irá cátions $\ce{H+}$ da solução irão se reduzir, enquanto as moléculas de água irão oxidar - a tendência da água em doar elétrons é maior do que a do íon bissulfato. Nesse viés, pode-se escrever:\begin{matrix} \text{Cátodo:}& \ce{2H+ + 2e- \rightarrow H_2_{(g)}} &,& \text{Ânodo:}& \ce{2H_2O \rightarrow 4H+ + 4e^- + O_2_{(g)}} \end{matrix}Partindo de qualquer uma das reações, pode-se encontrar a quantidade em mols de elétrons utilizados, no caso, vamos utilizar a do cátodo, veja:\begin{matrix} n(\ce{e^-}) = \dfrac{\ce{2 mol e-}}{\ce{1 mol H_2}} \cdot \ce{0,200 mol H_2} &\therefore& n(\ce{e^-}) = 0,400 \ \pu{mols e^-} \end{matrix}Atente que, esta é a carga que atravessou o sistema num intervalo de tempo $\Delta t$. Com isso, a partir do resultado da corrente, pode-se escrever: \begin{matrix} \dfrac{Q}{\Delta t} = 3,00 \ \pu{A} &|& Q = 0,400 \ \pu{F} &,& 1 \pu{F} \approx 9,65 \cdot 10^4 \ \pu{C} &\therefore& \Delta t \approx \dfrac{0,400}{3,00} \cdot 9,65 \cdot 10^4 \ \pu{s} &\tiny{\blacksquare} \end{matrix}\begin{matrix}Letra \ (E) \end{matrix}
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