eletroquímica

Que quantidade teórica de energia em Joules uma bateria chumbo-ácido de 12 V totalmente carregada pode armazenar se os eletrodos negativos de Pb pesam 10 kg. Considere que a massa de PbO2 nos catodos está em excesso.


R:111.752.784 J

Utilizando as leis de Faraday eu encontrei um resultado aproximado.

1ª LEI
A massa da substância eletrolisada é diretamente proporcional à quantidade de eletricidade Q que atravessa a solução:


2ª LEI
A mesma quantidade de eletricidade irá eletrolisar massas de substâncias diferentes, que serão proporcionais aos respectivos equivalentes-grama E de oxirredução:


Juntando as leis, vem:



Sabe-se, experimentalmente, que, passando por uma célula eletrolítica uma quantidade de eletricidade Q igual a 96 500 C, a massa eletrolisada é sempre igual ao equivalente-grama, qualquer que seja o eletrólito utilizado:


Logo:


Substituindo esse valor na equação acima, temos:


Calculando:



Q = 9314671,815

Aplicando a fórmula:


em que ∆E = ddp da pilha (volts), encontramos:

W = 9314671,815*12
W = 111.776.061,8 J

Em alguns livros, a quantidade de eletricidade Q é igual a 96 485 C. Usando esse valor o resultado seria bem mais próximo (111.758.687,3 J).