Quimica - Leis de Faraday para a Eletrólise

Eletroquímica

Leis de Faraday para a Eletrólise Físico-química II Ago/2008

Exemplo: Eletrólise do Cobre Uma indústria tem uma disponibilidade de 1000 A e uma DDP suficiente para promover a redução de uma solução saturada de sulfato de cobre, que ocorre segundo a equação: Cu++ + 2e-

Cu0

1º passo:

Disponibilidade de cargas elétricas • 1 eletron • Disponibilidade

1,602x10-19 C 1000 C/s

• Disponibilidade = 1000/1,602x10-19 = 6,24x1021 eletrons/s

2º passo:

Quantidade de átomos reduzidos por unidade de tempo

Cu++ + 2e1 átomo de cobre N N = 3,12 x 1021

Cu0 (2 elétrons/átomo) 2 eletrons 6,24x1021 e/s átomos de cobre /s

3º passo:

Transformar o número de átomos em átomo-grama

1 at-g Y

6,022 x 1023 átomos 6,24 x 1021 átomos/s

Átomos-grama de cobre obtido: Y = 5,181 x 10-3 at-g Cu / s

4º passo:

Transformar em átomo-grama em massa de cobre

1 at-g Cu 5,181 x 10-3

63, 55 g mcobre

mcobre = 0,33 g Cobre/s

Resumindo... Agrupando todas as operações realizadas numa única equação, tem-se.. mcobre =

mcobre =

Disponibilidade x M Carga do cátion x Constante de Avogadro i e

M x Carga do cátion x Constante de Avogadro

i x M x t

mcobre =  ν

x 96500

=

i x E x t 96500

Leis de Faraday 1ª Lei: A massa de uma substância eletrolisada é diretamente proporcional à quantidade de eletricidade aplicada à solução. 2ª Lei: A mesma quantidade de eletricidade irá eletrolisar massas de substâncias diferentes que serão proporcionais aos respectivos Equivalentes-grama de oxiredução (E) .

Outro exemplo... • Para decompor totalmente NaCl presente em 0,2 litros de solução, usando uma corrente de 6 A, o tempo necessário foi de 2h 40 min e 50 s. Qual deverá ser a normalidade da solução? • Passo 1: Determinar o número de equivalentes-grama;

Passo 2: Calcular a Normalidade da solução. Equações: N.° Eq-g=

m E

Normalidade =

=

i.t 96500 N.° Eq-g

Volume da solução