A Lei de Faraday da eletrólise enuncia que “a quantidade do ...

Alternativa Correta: D - 1,7

Tema Central: A questão aborda a Lei de Faraday da Eletrólise, que é crucial para entender como a eletricidade pode provocar reações químicas, especialmente na separação de elementos a partir de compostos. Essa lei é importante tanto na indústria quanto na ciência, pois rege a produção eletrolítica de metais e outros materiais.

Resumo Teórico: A Lei de Faraday da Eletrólise estabelece que a massa de substância produzida em um eletrodo durante a eletrólise é proporcional à quantidade de carga elétrica passada através da célula eletrolítica. Mais especificamente, a quantidade de substância (em mols) é diretamente proporcional ao número de elétrons transferidos (em mols). A equação fundamental é:

n = \(\frac{Q}{F \cdot z}\)

Onde n é o número de mols do produto, Q é a carga total (em Coulombs), F é a constante de Faraday (aproximadamente 96500 C/mol) e z é o número de elétrons envolvidos na reação por mol de produto.

Justificativa da Alternativa Correta:

A produção de alumínio a partir de Al₂O₃ requer a redução de íons Al³⁺ a Al(s). O processo eletrolítico pode ser representado pela equação:
Al₂O₃ + 6e^- → 2Al + 3O^2-

Cada mol de Al₂O₃ requer 6 mols de elétrons para produzir 2 mols de Al. Portanto, para 5 mols de elétrons:

n(Al) = \(\frac{5 \, \text{mol e}^-}{6}\) \times 2 \approx 1,67 \, \text{mol de Al}

Portanto, a quantidade de Al produzida é aproximadamente 1,7 mol, tornando a alternativa D a correta.

Análise das Alternativas Incorretas:

A - 3: Este valor assume incorretamente que o número de elétrons transferidos resulta em uma quantidade de alumínio muito maior, desconsiderando o coeficiente estequiométrico da reação.

B - 3,4: Esta alternativa também superestima a quantidade de alumínio produzido e não leva em conta corretamente a proporção fixa de elétrons para átomos de alumínio.

C - 2: Embora mais próximo do correto, este valor ainda não considera adequadamente a divisão por 6 na equação balanceada.

E - 15: Esta alternativa está claramente fora de questão, sugerindo um erro significativo no entendimento da relação entre mols de elétrons e produto formado.

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dissocia em íons Al2O3 = 2Al3+ e 3O2-

2 Al³+ + 6ē > 2Al

seis mols de eletrons de Al irão formar 2 mols de Al.

6mols -> 2 mols

5mols -> X

6X=10

X=10/6

X= 1,66 ~ 1,7