Utilizando eletrodos inertes, foram submetidas a uma eletrólise aquosa em série, duas soluções aquosas de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Utilizando eletrodos inertes, foram submetidas a uma eletrólise aquosa em série, duas soluções aquosas de nitrato, uma de níquel (II) e outra de um metal Z, cuja carga catiônica é desconhecida. Após, 1 hora, 20 minutos e 25 segundos, utilizando uma corrente de 10 A, foram obtidos 14,500 g de níquel (II) e 25,875 g do metal Z. Dados: massas molares (g/mol) Ni = 58 e Z = 207 1 Faraday = 96500 C De acordo com essas informações, é correto afirmar que a carga iônica do elemento químico Z é igual a (Mackenzie 2014)
- A) +1
- B) +2
- C) +3
- D) +4
- E) +5
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Converter o tempo para segundos: 1 hora = 3600 s, 20 minutos = 1200 s, mais 25 s, total de 4825 s. Passo 2: Calcular a carga elétrica que atravessou as soluções: Q = i x t = 10 x 4825 = 48250 C. Em faradays: 48250 / 96500 = 0,5 F, ou seja, 0,5 mol de elétrons. Passo 3: Calcular a quantidade de níquel depositado: 14,500 / 58 = 0,25 mol de Ni. Como o íon é Ni2+, cada mol exige 2 mol de elétrons, logo 0,25 x 2 = 0,5 mol de elétrons, o que confirma que toda a carga de 0,5 F foi usada no níquel e que a ligação em série faz a mesma carga passar pelas duas cubas. Passo 4: Calcular a quantidade de matéria do metal Z: 25,875 / 207 = 0,125 mol de Z. Passo 5: Como a mesma carga de 0,5 mol de elétrons foi usada para depositar Z, o número de elétrons por mol de Z é 0,5 / 0,125 = 4. Logo, a carga do cátion Z é +4, alternativa D, que coincide com o gabarito oficial. Passo 6: Por que as outras estão erradas: A (+1) exigiria 0,125 mol de elétrons, metade ou menos da carga realmente fornecida; B (+2) ignora o cálculo e supõe que Z tem a mesma carga do níquel; C (+3) resultaria em 0,375 mol de elétrons, o que não corresponde aos dados; E (+5) resultaria em 0,625 mol de elétrons, também incompatível com a carga de 0,5 F.
💡 Dica: Calcule a carga iônica usando a relação entre massa, carga elétrica e tempo da eletrólise.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula a carga por mol de Z assumindo 1 mol de elétrons por mol de metal, sem comparar com a carga total de 0,5 F. Assim, subestima o número de elétrons envolvidos na deposição.
O aluno supõe que o metal Z tem a mesma carga do níquel (II) porque ambos são cátions de nitrato em eletrólise série, sem fazer o cálculo com as massas e a carga total.
O aluno calcula de forma incorreta a quantidade de matéria de Z ou a razão entre carga e mols, chegando a um valor próximo de 3 mol de elétrons por mol de metal.
CORRETA. O cálculo mostra que, para a massa de Z depositada, a carga iônica deve ser +4, pois a quantidade de elétrons transferidos por mol de Z corresponde a 4, compatível com os dados fornecidos.
O aluno erra o cálculo da quantidade de matéria de Z ou a divisão da carga pelo número de mols, obtendo um valor próximo de 5 elétrons por átomo de metal.
Raio-X da questão
eletrólise carga iônica
avaliacao
eletrólise eletroquímica básica · lei de Faraday da eletrólise
estude a relação entre corrente, carga e quantidade de substância na eletrólise
Confundir a relação entre carga elétrica e quantidade de substância ou usar dados incorretos na fórmula.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
🔎 Resolver outra questão
Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog