Mapa de questões · 1º dia
Questão 74 — ENEM 2010Caderno azul · 1º Dia
A eletrólise é muito empregada na indústria com o objetivo de reaproveitar parte dos metais sucateados. O cobre, por exemplo, é um dos metais com maior rendimento no processo de eletrólise, com uma recuperação de aproximadamente 99,9 %. Por ser um metal de alto valor comercial e de múltiplas aplicações, sua recuperação torna-se viável economicamente.
Suponha que, em um processo de recuperação de cobre puro, tenha-se eletrolisado uma solução de sulfato de cobre (II) (CuSO4) durante 3 h, empregando-se uma corrente elétrica de intensidade igual a 10 A. A massa de cobre puro recuperada é de aproximadamente Dados: Constante de Faraday F =96500 C / mol; Massa molar em g/mol: Cu=63,5.
Alternativas
Resolução
📋 Ficha da Questão
- 📚 Matérias Necessárias: Química → Eletroquímica (Lei de Faraday)
- ⚡ Nível: Muito difícil — o número de oxidação do cobre é o detalhe que decide.
- 🎯 Tema/Habilidade: Massa de cobre depositada em uma eletrólise.
- 🏆 Gabarito: D — revelado após a resolução completa
🔎 Passo 1 — O que a questão pede
- Comando: a massa de cobre recuperada em 3 h de eletrólise com corrente de 10 A.
- Estrutura da questão: são dados corrente, tempo, constante de Faraday e massa molar. Falta identificar quantos elétrons cada íon de cobre exige.
- Armadilha antecipada: esquecer que o cobre está como Cu²⁺ e usar 1 mol de elétrons por mol de metal. Esse erro leva direto a 71 g, que está na lista.
📚 Passo 2 — O conceito em jogo
A carga total transferida é Q = i · t, com o tempo em segundos.
Um mol de elétrons transporta 96 500 C — a constante de Faraday.
No sulfato de cobre (II) o metal está como Cu²⁺, e a meia-reação é Cu²⁺ + 2 e⁻ → Cu. São necessários 2 mols de elétrons por mol de cobre depositado, o que aparece na fórmula m = (Q · M) / (n · F).
🧮 Passo 4 — O caminho até a resposta
Carga: Q = 10 A × 3 h = 10 × 10 800 s = 108 000 C.
Mols de elétrons: 108 000 ÷ 96 500 ≈ 1,12 mol. Como cada cobre exige 2 elétrons, os mols de cobre são ≈ 0,56.
Massa: 0,56 × 63,5 ≈ 35,5 g — alternativa D.
🔍 Passo 5 — Análise das Alternativas
- A) ✗ Incorreta. 0,02 g é ordem de grandeza incompatível com 108 000 C de carga transferida.
- B) ✗ Incorreta. 0,04 g também está fora de escala para a carga envolvida no processo.
- C) ✗ Incorreta. 2,40 g não corresponde a nenhuma etapa do cálculo com os dados fornecidos.
- D) ✓ Correta. É o resultado de m = (108 000 × 63,5) ÷ (2 × 96 500) ≈ 35,5 g, considerando os dois elétrons do Cu²⁺.
- E) ✗ Incorreta. 71,0 g é o resultado de tratar o cobre como se precisasse de apenas 1 elétron por átomo. É o distrator que pune quem ignora o nox 2+.
🏁 Passo 6 — O que levar dessa questão
Na Lei de Faraday, o número que mais derruba gente é o n da carga do íon. Confira o nox antes de dividir.
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