Problema 3K20

Cálculo da carga fornecida: $$\ce{Q}=i \cdot t$$ $$\ce{Q}=(\pu{2,5 C s-1})(45\cdot60\;\pu{s})$$ $$\ce{Q}=\pu{6750 C}$$ Cálculo do número de mols de elétrons fornecidos: $$n=\frac{\ce{Q}}{\ce{F}}$$ $$n=\frac{\pu{6750 C}}{\pu{96500 C mol-1}}$$ $$n_{\ce{e-}}=\pu{0,07 mol}$$ Análise dos íons em solução: $$\ce{F-, H+,K+}$$ Análise da tendência a reagir no catodo: $$\ce{Grupo 1 <Grupo 2 < Al^{3+}<H+<Demais Metais < Metais Nobres }$$ Portanto a reação no catodo será: $$\ce{2H^{+}(aq) + 2e^{-} -> H2(g)}$$ Como só temos um ânion, a reação no anodo será: $$\ce{2F-(aq) -> F2(g) +2e^{-}}$$ Pela estequiometria das reações: $$\frac{n_{\ce{e-}}}{2}=\frac{n_{\ce{H2}}}{1}=\frac{n_{\ce{F2}}}{1}$$ $$\frac{\pu{0,07 mol}}{2}=\frac{n_{\ce{H2}}}{1}=\frac{n_{\ce{F2}}}{1}$$ $$n_{\ce{H2}}=n_{\ce{F2}}=\pu{0,035 mol}$$ Cálculo do número de mols total de gás: $$n_{\ce{(g)}}=n_{\ce{H2}}+n_{\ce{F2}}$$ $$n_{(\ce{g})}=0,035+0,035=\pu{0,07 mol}$$ Cálculo do volume de gás a partir do volume molar nas CNTP (22,4 L/mol) $$\ce{V}=n \cdot \ce{V_{\ce{molar}}}$$ $$\ce{V}=(\pu{0,07 mol})(\pu{22,4 L mol-1})$$ $$\ce{V}=\pu{1,568 L}$$