Question

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.

Dados: massa molar do Zn = 65,4 g mol-1
constante de Avogadro = 6,0 x 1023 mol-1

Answer 1

a) No anodo, que é o eletrodo positivo, acontece a oxidação do zinco metálico, provocando a redução da massa do eletrodo:
Zn⁰ (s) → Zn²⁺ (aq) + 2 e⁻

No catodo, que é o eletrodo negativo, acontece a diminuição dos íons de zinco da solução, provocando o aumento da massa do eletrodo negativo;
Zn²⁺ (aq) + 2 e⁻ → Zn⁰ (s)

Por ser o zinco o elemento envolvido na mudança dos dois eletrodos (positivo e negativo), as variações de massa serão as mesmas.


b) Zn²⁺ (aq) + 2 e⁻ → Zn⁰ (s)
    2 mol __________ 1 mol
2 mol de e⁻ _______ 65,4g
n _______________ 0,0327g
n = 0,001 mol de e⁻


c) i = Q/Δt ⇒ Q = i . Δt ⇒ q = 0,050 . 1920C ⇒
Q = 96C
96C__________ 0,001 mol de e⁻ = 6,0.10²⁰ e⁻
x ____________ 1 e⁻

x = 1,6.10⁻¹⁹ C