Questão de Química — Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday. — FGV 2021

Leis de Faraday: Cálculo de Massa Depositada

Gabarito: letra B. A massa depositada é dada por $m = E_{eq} \times i \times t$, onde $E_{eq} = 0,304\,\text{mg/C}$, $i = 10\,\text{A}$ e $t = 15\,\text{min} = 900\,\text{s}$. A carga total é $Q = 10 \times 900 = 9000\,\text{C}$, resultando em $m = 0,304 \times 9000 = 2736\,\text{mg} = 2,736\,\text{g}$.

A questão aplica diretamente a lei de Faraday da eletrólise, relacionando massa depositada, carga elétrica e equivalente eletroquímico. O dado do equivalente eletroquímico do níquel (0,304 mg/C) elimina a necessidade de usar a constante de Faraday ou a estequiometria da reação.

Alternativa A — ❌ Incorreta

O valor 45,6 g é 22,8 vezes maior que o correto. Provavelmente o candidato errou ao converter o tempo para segundos (usou 15 min = 15 s, resultando em 10 × 15 = 150 C e 0,304 × 150 = 45,6 mg = 0,0456 g, mas depois multiplicou por 1000 por engano) ou confundiu unidades.

Alternativa B — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Cálculo correto: $m = 0,304\,\text{mg/C} \times 10\,\text{A} \times 15\,\text{min} \times 60\,\text{s/min} = 0,304 \times 9000 = 2736\,\text{mg} = 2,736\,\text{g}$. A conversão para gramas está correta (2736/1000 = 2,736).

Alternativa C — ❌ Incorreta

27,36 g é dez vezes maior que o correto. O erro pode ter sido na conversão de mg para g (2736 mg = 27,36 g? Não: 2736 mg / 1000 = 2,736 g) ou na multiplicação (0,304 × 9000 = 2736, mas dividiu por 100 errado?).

Alternativa D — ❌ Incorreta

0,0456 g resulta de $0,304 \times 10 \times 15 = 45,6\,\text{mg} = 0,0456\,\text{g}$, esquecendo de converter 15 minutos para segundos (tratou 15 como segundos). O erro típico é usar o tempo em minutos diretamente.

Alternativa E — ❌ Incorreta

0,2736 g é um décimo do valor correto. Provavelmente calculou 2736 mg e depois dividiu por 10.000 (2736/10000 = 0,2736) ou usou 0,0304 mg/C por engano.

Gabarito: letra B.