Uma solução aquosa de é eletrolisada numa célula com eletrodos de platina, mediante a passagem de uma corrente de , durante hora. No catodo, além da eletrodeposição de níquel, foi observada a formação de (CNTP) de um certo gás. Assinale a opção que apresenta a razão percentual CORRETA entre a carga elétrica utilizada para a eletrodeposição de níquel e a carga elétrica total que circulou pelo sistema:
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A priori, podemos começar encontrando a carga elétrica total que circulou pelo sistema, para isso, denotemos ela de $Q_T$: \begin{matrix}
Q_T = (268 \cdot 10^{-3}) \cdot 3600 &\therefore& Q_T \approx 965 \ \pu{C}
\end{matrix}$\color{orangered}{\text{Obs:}}$ $\ce{1h = 3600s}$
Agora, deve-se assumir que toda a carga total foi consumida, isto é, ela foi utilizada para reduzir o níquel e formar o gás. Nesse sentido, o gás deve ser o hidrogênio formado pela redução da água, visto que esta apresenta maior tendência - potencial - de redução do que os outros íons presentes. Veja a semi-reação abaixo:\begin{matrix}
\text{Cátodo:} & \ce{2e- + 2H_2O \rightarrow H_2 + 2OH-}
\end{matrix}Assim, vamos encontrar a carga em coulombs utilizada para formação do gás:\begin{matrix}
Q_{\ce{H_2}} = \dfrac{(1,6\cdot 10^{-19})(6,02 \cdot 10^{23}) \ \pu{C}}{\ce{1 mol e-}} \cdot \dfrac{\ce{2 mol e-}}{\ce{1 mol H_2}} \cdot \dfrac{\ce{1 mol H_2}}{\ce{22,4L H_2}} \cdot (11,2 \cdot 10^{-3}) \ \pu{L}
\end{matrix}Portanto,\begin{matrix} Q_{\ce{H_2}} \approx 96,5 &\Rightarrow& Q_{\ce{Ni}} =Q_T - Q_{\ce{H_2}} &\therefore& Q_{\ce{Ni}} \approx 868,5 \ \pu{C}
\end{matrix}Então a razão percentual é:\begin{matrix}\dfrac{Q_{\ce{Ni}}}{Q_T} = \dfrac{868,5}{965} = 0,9 = 90\% & \tiny{\blacksquare}
\end{matrix}\begin{matrix} Letra \ (E)
\end{matrix}
