Eletrólise: massa depositada pelas leis de Faraday
Informe o metal, a corrente e o tempo para calcular a carga, os mols de elétrons e a massa depositada, ou o tempo para depositar uma massa desejada.
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A conta das leis de Faraday
carga Q = corrente I × tempo t (em segundos)
massa m = M × I × t ÷ (n × F)
tempo = massa × n × F ÷ (M × I)
M é a massa molar do metal em g/mol, n é o número de elétrons trocados por íon depositado e F é a constante de Faraday, a carga de 1 mol de elétrons: 96.485,33212 C/mol (CODATA 2022). O tempo digitado em minutos é multiplicado por 60 antes da conta.
Cobre, prata e cromo na prática
Com 2 A durante 60 min, a carga é 7.200 C, o que dá 0,074623 mol de elétrons. Em cobre, com n = 2, a massa depositada é 2,371 g. Para depositar 1 g com a mesma corrente, seriam 25,31 min.
Prata, com n = 1, a 1,5 A durante 30 min, deposita 3,0185 g. No cromo, com n = 6, 10 A durante 45 min depositam 2,4251 g: quanto maior n, menor a massa para a mesma carga.
Massas molares e número de elétrons
| Opção | Massa molar (g/mol) | n |
|---|---|---|
| Cobre, Cu²⁺ (n = 2) | 63,546 | 2 |
| Cobre, Cu⁺ (n = 1) | 63,546 | 1 |
| Prata, Ag⁺ (n = 1) | 107,8682 | 1 |
| Zinco, Zn²⁺ (n = 2) | 65,38 | 2 |
| Níquel, Ni²⁺ (n = 2) | 58,6934 | 2 |
| Ouro, Au⁺ (n = 1) | 196,96657 | 1 |
| Ouro, Au³⁺ (n = 3) | 196,96657 | 3 |
| Cromo, Cr³⁺ (n = 3) | 51,9961 | 3 |
| Cromo, Cr⁶⁺ (n = 6) | 51,9961 | 6 |
Atenção: O número de elétrons n depende da reação que ocorre no banho. Ouro, cromo e cobre têm mais de uma possibilidade, por isso a lista traz cada carga separada: escolha a que corresponde ao seu eletrólito. As massas molares seguem os pesos atômicos padrão do CIAAW de 2024.
- O resultado é a massa teórica, com toda a carga indo para o depósito do metal escolhido. Reações paralelas no eletrodo reduzem a massa real.
- A corrente é tratada como constante durante todo o tempo informado.
- Não é guia de operação de cuba eletrolítica: use o procedimento do seu laboratório.
Perguntas frequentes
Como calcular a massa depositada na eletrólise?
Multiplique corrente por tempo em segundos para obter a carga, divida por n × F e multiplique pela massa molar. Cobre com n = 2, 2 A por 60 min: 2,3710 g depositados.
Qual o tempo para depositar massa na eletrólise, como 1 g de cobre?
Use tempo = massa × n × F ÷ (M × I). Com cobre, n = 2 e 2 A, 1 g leva cerca de 25,3 minutos, se toda a carga formar o depósito de cobre.
O que dizem as leis de Faraday da eletrólise?
A massa depositada é proporcional à carga que passa e, para a mesma carga, à massa molar dividida pelo número de elétrons n. Por isso a prata, com n = 1, deposita mais massa que o cobre, com n = 2, por mol de carga.