Calculadora de Eletrólise

A eletrólise passa uma corrente contínua através de um eletrólito, provocando oxidação no ânodo e redução no cátodo. As duas leis de Michael Faraday descrevem a relação quantitativa: a massa da substância depositada ou liberada é diretamente proporcional à carga elétrica total passada (primeira lei) e, para uma carga fixa, a massa é proporcional à massa molar da substância dividida pelo número de elétrons que cada íon precisa ganhar ou perder (segunda lei).

A calculadora implementa isso em três etapas. Primeiro, encontra a carga total Q = I·t a partir da corrente e do tempo. Em segundo lugar, ele converte essa carga em moles de elétrons dividindo-a pela constante de Faraday, F = 96.485 C/mol – a carga transportada por um mol de elétrons. Terceiro, ele converte moles de elétrons em massa usando a estequiometria da semi-reação: massa = Q·M/(n·F), onde M é a massa molar da substância depositada e n é o número de elétrons transferidos por íon.

Corrente (I), em amperes, é a taxa de fluxo de carga através da célula – definida pela fonte de alimentação. Tempo (t), em segundos, é quanto tempo a corrente dura. Massa molar (M), em g/mol, é a massa molar do elemento ou composto que está sendo depositado (por exemplo, 63,55 g/mol para cobre, 107,87 g/mol para prata). Elétrons transferidos (n) vêm da meia-reação balanceada - é 1 para Ag⁺ + e⁻ → Ag, 2 para Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu e 3 para Al³⁺ + 3e⁻ → Al. Errar em n é a fonte de erro mais comum: um n mais alto significa que é necessária mais carga para depositar a mesma massa, já que cada íon requer mais elétrons para ser reduzido.

Esta calculadora assume uma eficiência de corrente de 100% (Faradaica) — cada elétron que flui é usado para a reação pretendida. Na prática, banhos de galvanoplastia reais geralmente funcionam com eficiência de 90-98% porque alguma corrente é perdida em reações concorrentes, como a evolução do gás hidrogênio no cátodo; multiplique a massa calculada pelo fator de eficiência para obter uma estimativa do mundo real. A fórmula também assume uma meia-reação única e bem definida com um n fixo - se as espécies depositadas puderem existir em mais de um estado de oxidação (como depósito de cobre como Cu⁺ em vez de Cu²⁺ sob algumas condições), confirme qual meia-reação se aplica antes de confiar no resultado. Finalmente, n deve ser uma contagem inteira diferente de zero de elétrons por unidade de fórmula — a calculadora não aceitará n = 0.