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Eletrolise

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Mensagem por Jvictors021 Dom 22 Ago 2021, 07:39

O alumínio é um dos metais mais utilizados pela humanidade. Seu método de produção industrial mais conhecido é eletrólise da bauxita. Uma amostra de 1 kg de bauxita tem 51% de pureza em óxido de alumínio. Essa massa sofrerá eletrólise com o auxílio de uma bateria capaz de gerar 19,3 A de corrente. Assinale a alternativa que indica o tempo (em dias) necessário para a eletrólise total da amostra, considerando a eficiência de 100% no processo: Dado: Constante de Faraday = 96500 C.mol-1

R: Aproximadamente 1,73
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Mensagem por gabriel de castro Dom 22 Ago 2021, 20:29

Salve Jvictors021, tudo certo?

Primeiramente, é fundamental que saibamos a massa de óxido de alumínio (Al2O3) que de fato temos disponível e para isso devemos multiplicar 51% pela massa dada (resultando em 510 g). Entretanto, devemos nos ater a outro fato: o alumínio corresponde à apenas 53% da massa desse óxido, ou seja, é imperativo que multipliquemos essa porcentagem pela massa do óxido disponível e obteremos 270 g. Sabendo disso, vamos escrever a equação química da redução desse metal da seguinte forma: 

[latex]Al^{3+}+3\acute{e}\;\rightarrow \;Al[/latex]

A partir disso, podemos calcular a quantidade de cargas que atravessa o sistema na eletrólise da seguinte forma: 

[latex]3\;\acute{e}\;\rightarrow \;27\;g\\\\ x\;\;\rightarrow \;\;270\;g\;\;\;\Rightarrow\;\boxed{x=30\;\acute{e}}[/latex]

Mas essa informação pouco acrescentaria caso não soubéssemos o que diz a Lei de Faraday, na qual temos enunciação que a quantidade de material obtida na eletrólise é proporcional as cargas "utilizadas" nela. Então, podemos, novamente por uma regra de três, relacionar a constante de Faraday com as cargas calculadas acima da seguinte forma:

[latex]96500\;C\;\rightarrow \;1\;\acute{e}\\\\ y\;\;\rightarrow \;\;30\;\acute{e}\;\;\;\Rightarrow\;\boxed{y=2895000\;C}[/latex]

Por fim, conhecemos a definição de corrente elétrico e, então, fica fácil fazer como abaixo:

[latex]i=\frac{Q}{\Delta t}\;\Rightarrow\;\Delta t= \frac{Q}{i}\;\Rightarrow\;\Delta t=\frac{2895000}{19,3}\;\therefore\;\boxed{\Delta t=150000\;s\simeq 1,73\;dias}[/latex]

Espero ter ajudado Smile

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