Eletrodeposição de cobre: solução contém 0,0500 mol de Cu²?. Aplicam-se 2,00 A durante 1,00 h. Semi-reações…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Eletrodeposição de cobre: solução contém 0,0500 mol de Cu²?. Aplicam-se 2,00 A durante 1,00 h. Semi-reações: Cu²? + 2 e? ? Cu(s). Faraday F=96485 C·mol?¹; MM Cu=63,546 g·mol?¹. Quantos gramas de Cu são depositados?
- A) Depositam-se 63,546 g de Cu (1 mol) durante 1,00 h.
- B) Depositam-se 0,0373 g de Cu (confundiu mol com massa).
- C) ˜2,37 g de Cu depositados (limitado pela corrente).
- D) Depositam-se 0,3177 g de Cu (usou 0,00500 mol erradamente).
- E) Depositam-se 4,74 g de Cu (erro: dobro do valor correto).
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Calcule a carga total que passa pela célula. Q = i × t = 2,00 A × 3600 s = 7200 C (1,00 h = 3600 s).
- Calcule a quantidade de elétrons envolvida. n(e-) = Q / F = 7200 / 96485 ≈ 0,07463 mol de elétrons.
- Use a estequiometria da semirreação Cu2+ + 2 e- → Cu(s). Cada mol de Cu exige 2 mol de elétrons, então n(Cu) = 0,07463 / 2 ≈ 0,03731 mol.
- Converta para massa. m = n × MM = 0,03731 mol × 63,546 g/mol ≈ 2,37 g de Cu.
- Verifique a limitação. A solução contém 0,0500 mol de Cu2+, que é mais do que os 0,0373 mol depositados, portanto a corrente (carga) é o fator limitante, como indica a alternativa C. Assim, a alternativa C está correta e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A ignora a corrente e a carga e assume 1 mol depositado; B confunde a quantidade em mol (0,0373 mol) com a massa em gramas; D usa 0,00500 mol, que é a quantidade de Cu do enunciado dividida por 10 e não a quantidade obtida pela carga; E dobra o valor correto, o que equivale a ignorar a relação de 2 elétrons por átomo de cobre.
💡 Dica: Calcule a carga total e use a estequiometria para encontrar a massa de Cu.
Alternativa por alternativa
Assume que a eletrólise deposita exatamente 1 mol de Cu independentemente da corrente e do tempo, tratando 63,546 g como o resultado direto.
Por que engana: Confundir a quantidade de carga elétrica necessária para depositar a massa correta de cobre, levando a um cálculo incorreto da massa depositada.
Calcula corretamente a quantidade de matéria (0,0373 mol) mas a apresenta como massa em gramas, sem multiplicar pela massa molar.
Q=I·t=2,00·3600=7200 C ? mol e?=7200/96485=0,0746 mol ? mol Cu=0,0746/2=0,0373 mol ? massa=0,0373·63,546˜2,37 g.
Usa 0,00500 mol de Cu (valor incorreto, vindo de deslocamento ou erro de potência de dez) e multiplica por 63,546, em vez de calcular a quantidade de cobre a partir da carga.
Obtém o dobro da massa correta, provavelmente por esquecer a divisão por 2 da estequiometria (2 elétrons por átomo de Cu) ou por usar 2 mol de Cu em vez de 1.
Raio-X da questão
eletrodeposição de cobre
avaliacao
cálculo de mols e massa · eletroquímica
Revisar os conceitos de eletrodeposição e cálculos estequiométricos.
Confundir a quantidade de carga elétrica necessária para depositar a massa correta de cobre, levando a um cálculo incorreto da massa depositada.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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