Química Avançada 2015 - Discursiva 1d

RKA7GM - Item (d): Pilhas de metal-ar necessitam ser muito leves para muitas aplicações. De modo a transferir mais elétrons com a menor massa, investigou-se o uso de sódio (Na) e de cálcio (Ca) como potenciais ânodos. Quais desses metais irá transferir mais elétrons a cada 1,0 g, assumindo que o ânodo é totalmente consumido durante o tempo de vida da pilha? Justifique sua resposta com cálculos. Note que os íons OH⁻ são gerados nesta interface entre o cátodo e a pasta eletrolítica, e, em seguida, se dirigem ao ânodo onde há o metal que será oxidado. Nos vídeos anteriores, vimos o que acontece caso esse metal seja o zinco (Zn). Mas o metal pode ser, como propôs a questão, o Na ou o Ca. Então, temos aqui duas reações de como elas iriam ocorrer quando oxidadas no ânodo. Note que, pela estequiometria, cada mol de Na libera 1 mol elétron, estabelecendo uma relação de 1 para 1. O Ca, por sua vez, libera para cada mol de Ca, 2 mols de elétrons, estabelecendo uma relação de 1 mol de cálcio para 2 de elétron. Pela tabela periódica, temos aqui que a massa de 1 mol de Na é de 22,99 g. Ao passo que o Ca apresenta, para 1 mol, 40,08 g. Dessa maneira, podemos, por uma simples regra de 3, descobrir quantos mols de cada substância há em uma amostra de 1,0 g cada. Logo, temos aqui que a massa de 1,0 g de Na remete a 0,044 mols de Na. E, adotando a relação de 1 para 1 entre os mols de Na e os mols de elétrons, chegamos que 1,0 g de Na equivale a 0,044 mols de elétrons. De maneira análoga, temos aqui que a massa de 1,0 g de Ca equivale a, aproximadamente, 0,025 mols de de Ca. E, novamente, remetendo à proporção entre mols de Ca e elétrons, em uma relação de 1 mol de Ca para 2 mols de elétrons, 1,0 g de Ca remete a 0,05 mols de elétrons, uma vez que este número tem que ser multiplicado por 2 devido à relação de 1 para 2. Finalmente, temos que 1,0 g de Ca pode transferir mais elétrons do que 1,0 g de Na, respondendo à pergunta do item "d".