A indústria metalúrgica muitas vezes utiliza células eletro...

O tema central desta questão é a eletrólise, um processo químico que envolve a passagem de uma corrente elétrica através de uma substância para causar uma transformação química não espontânea. No caso, trata-se da eletrólise do cloreto de cálcio (CaCl₂) fundido para obter cálcio metálico.

Para resolver esta questão, é importante entender o conceito de quantidade de carga necessária para produzir uma certa quantidade de substância durante o processo de eletrólise, que é calculada pela Lei de Faraday. A constante de Faraday (F) representa a carga de 1 mol de elétrons, que é aproximadamente 9,5 x 10⁴ C mol^-1.

A equação de eletrólise pode ser expressa pela relação:

Q = n x F

onde Q é a carga total em coulombs, n é o número de mols de elétrons e F é a constante de Faraday.

Para resolver a questão:

1. Calcule o número de mols de cálcio que queremos produzir:
   Massa molar do Ca = 40 g/mol;
   Quantidade de cálcio = 40 g;
   Mols de Ca = 40 g / 40 g/mol = 1 mol.
2. O cálcio se forma a partir de Ca²⁺, portanto, são necessários 2 mols de elétrons para formar 1 mol de cálcio. Então, n = 2 mols de elétrons.
3. Calcule a carga total necessária:
   Q = n x F = 2 mol x 9,5 x 10⁴ C/mol = 1,9 x 10⁵ C.
4. Divida essa carga pelo tempo para encontrar a corrente elétrica:
   Corrente (I) = Q / t = 1,9 x 10⁵ C / 1,0 x 10⁴ s = 19,0 C/s.

Portanto, a alternativa C - 19,0 é a correta, pois representa a corrente elétrica necessária.

Vamos analisar as alternativas incorretas:

• A - 0,95: Este valor é incorreto pois subestima significativamente a corrente necessária. Isso provavelmente resultou de um erro de cálculo na aplicação da constante de Faraday.
• B - 1,90: Este valor também está incorreto por uma ordem de magnitude, possivelmente oriundo de um erro ao não converter corretamente a quantidade de carga em relação ao tempo.
• D - 69,1: Este valor superestima a corrente necessária, talvez por um erro na multiplicação das cargas e no cálculo do tempo.

Uma estratégia útil ao resolver questões de eletrólise é sempre verificar a relação correta entre mols de elétrons e a substância produzida, além de garantir a precisão nas unidades de medida.

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