Questão 23 da UFPR 2009

Em cubas ligadas em série, a mesma corrente passa por todas, e cada cuba produz alumínio de forma independente. Por isso, calculamos a massa de uma cuba e multiplicamos por 15.

A redução do alumínio é \ce{Al^{3+} + 3e^- -> Al}, ou seja, 3 mols de elétrons para cada mol de Al.

1. Carga em 1 hora por cuba: Q = i\cdot t = 120\,000\ \text{A} \times 3600\ \text{s} = 4{,}32\times10^{8}\ \text{C}.

2. Mols de elétrons: n_{e^-} = \dfrac{4{,}32\times10^{8}}{96\,500} \approx 4476\ \text{mol}.

3. Mols de Al: n_{Al} = \dfrac{4476}{3} \approx 1492\ \text{mol}.

4. Massa de Al por cuba: 1492 \times 27{,}0 \approx 40\,290\ \text{g} \approx 40{,}3\ \text{kg}.

5. Para as 15 cubas: 15 \times 40{,}3 \approx 604\ \text{kg}.

Portanto, a indústria produz cerca de 604 kg de alumínio por hora.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa que engana é a C, obtida ao não dividir por 3 (carga do Al) e usar 1812 = 3 × 604.

Por que as outras alternativas estão erradas

• BCorresponde a cerca de 1/3 do valor correto, como se dividisse a massa por 3 de novo ou usasse só 5 cubas.
• CMultiplica por 3 em vez de dividir pela carga do íon, esquecendo que são 3 mols de elétrons por mol de Al.
• DValor sem base no cálculo, não resulta das contas com os dados fornecidos.
• EValor sem base no cálculo, não resulta das contas com os dados fornecidos.

Assunto: Eletrólise.

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