Questão 6
FUVEST 2012
(FUVEST 2012 - 2ª fase) A determinação da carga do elétron pode ser feita por método eletroquímico, utilizando a aparelhagem representada na figura ao lado. Duas placas de zinco são mergulhadas em uma solução aquosa de sulfato de zinco (ZnSO4). Uma das placas é conectada ao polo positivo de uma bateria. A corrente que flui pelo circuito é medida por um amperímetro inserido entre a outra placa de Zn e o polo negativo da bateria. A massa das placas é medida antes e depois da passagem de corrente elétrica por determinado tempo. Em um experimento, utilizando essa aparelhagem, observou-se que a massa da placa, conectada ao polo positivo da bateria, diminuiu de 0,0327 g. Este foi, também, o aumento de massa da placa conectada ao polo negativo.
a) Descreva o que aconteceu na placa em que houve perda de massa e também o que aconteceu na placa em que houve ganho de massa.
b) Calcule a quantidade de matéria de elétrons (em mol) envolvida na variação de massa que ocorreu em uma das placas do experimento descrito.
c) Nesse experimento, fluiu pelo circuito uma corrente de 0,050 A durante 1920 s. Utilizando esses resultados experimentais, calcule a carga de um elétron.
Gabarito:
Resolução:
a) Perda de massa = oxidação, o metal se torna um íon em solução, portanto ouve oxidação do zinco pela reação:
Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-
Analogamente, ganho de massa = redução:
Zn2+(aq) + 2e- →Zn(s)
b) 0,0327g de Zn está para α, assim como 65,4g de Zn está para 2 mol de elétrons
α = 1 x 10-3 mol de elétrons
c) A quantidade de elétrons utilizada no processo é de 1 x 10-3 mol, portanto:
i = Q/t ⇒ Q = i x t
Q = 0,05 x 1920
Q = 96C
1 mol de elétrons = 6 x 1023 elétrons
1 x 10-3 mol = 6 x 1020 elétrons
96C está para 6 x 1020 elétrons, assim como β está para 1.
β = 1,6 x 10-19