Leis de Faraday química

O químico inglês, Michael Faraday (22 de Setembro de 1791 – 25 de Agosto de 1867), é considerado um dos cientistas mais incríveis de todos os tempos, com relevância nas áreas de física e química, em trabalhos de magnetismo, eletroquímica, fenômenos da eletricidade, entre outros projetos.

Ele era descrito como o melhor experimentalista do planeta, de acordo com a história da ciência. A maioria dos seus conceitos, fundamentaram bases importantes para o ramo da engenharia, tendo como o seu foco principal a química industrial.

Uma de suas leis que obtiveram relevância, foi a eletrólise, particularidade capaz de relacionar as massas das substâncias criadas nos eletrodos e as quantidades de energia gastas. Essa modelo de pesquisa foi intitulado por Faraday, em 1834, sendo descrito em duas modalidades, que levam o nome do inglês. Confira-as a seguir:

Primeira Lei de Faraday

  • Também denominada como Primeira Lei da Eletrólise.

Nesse processo, a massa da substância pode ser liberada em qualquer eletrodo, sendo retilineamente proporcional à quantidade de carga elétrica que desloca-se pela solução.

m = K1.Q

Sendo que:

  • m: massa da substância (g).
  • k: constante de proporcionalidade.
  • Q: carga elétrica (Coulomb).

Segunda Lei de Faraday

  • Também chamada como Segunda Lei da Eletrólise.

De acordo com as bases fundamentadas anteriormente, esse caso se manifesta através do emprego da mesma quantidade de carga elétrica, sendo que ela poderá vir a atravessar em vários eletrodos. Assim, as massas das substâncias que se encontram eletrolisadas são diretamente proporcional aos seus equivalentes químicos.

m = K2.E

Sendo que:

  • m: massa da substância (g).
  • k2: constante de proporcionalidade.
  • E: equivalente-grama.

Junção das leis

m = K.E.Q

De acordo com as particularidades vistas em física, podemos ver que Q = i.t, onde:

  • Q: carga elétrica (C).
  • i: intensidade da corrente elétrica (A).
  • t: tempo (s).

Com essa informação, podemos chegar a seguinte expressão:

m = K.E.i.t

Observação: A constante K, é descrita como Constante de Faraday, tendo como seu equivalente o valor 1/96500.

Equações gerais da eletrólise

m = 1/96500.E.Q e m = 1/96500E.i.t

Em relação com as considerações do cientista, 1 Faraday equivale:

  • A cerca de 96.500 Coulomb;
  • A carga de um mol (6,02.1023), tanto de elétrons quanto de prótons.

Identidades trigonométricas fundamentais

Identidades trigonométricas fundamentais

A identidade trigonométrica fundamental é responsável por expressar o teorema de Pitágoras de maneira trigonométrica. Para realizar esse procedimento, é necessário que seja utilizado uma fórmula que contenha a soma dos ângulos, que é a relação primordial das funções entre o cosseno e o seno.

Observação: Somente depois que ambas funções são definidas que as outras podem ser derivadas.

Funções trigonométricas pertencentes ao mesmo arco

A relação descrita abaixo se trata da função fundamental da identidade trigonométrica:

sen²x+cos²x=1

tg x=sen x/cos x

cot g x=cos x/sen x

sec x=1/cos x

cos sec x=1/sen x

» Existem algumas expressões fundamentadas pela relação descrita acima que são muito importantes  para a resolução de funções encontradas em um mesmo arco:

  • » sec² x=tg²x+1;
  • » cos sec² x=cot g²x+1;
  • » cot g x=1/tg x.

Como comprovar a identidade trigonométrica?

Todas as igualdades verificáveis que envolvem as funções trigonométricas são denominadas de identidade trigonométrica. Veja alguns exemplos abaixo:

» Exemplo 1:

tg x * cos x = sen x

sen x/cos x * cos x = sen x

sen x = sen x

» Exemplo 2:

(1 – cos² x) * (cot g² x+1) = 1

(1 – cos² x) * (cos² x/ sen² x + 1) = 1

(1 – cos² x) * (cos² x + sen² x/sen² x) = 1

sen² x * 1/sen² x = 1

1 = 1

Dicas

Principais identidades trigonométricas:

» tg x = sen x/cos x;

» cot g x = cos x/sen x;

» sec x = 1/cos x;

» cos sec x = 1/sen x;

» sen² x + cos ² x = 1.

Lei de Coulomb Fórmulas e Exercícios

A Lei de Coulomb, representa a atração e a repulsão de duas cargas, a atração acontece com cargas ou pólos de corpos de sinais opostos, um negativo e outro positivo, já a repulsão acontece quando os pólos aproximados um ao outro se repelem por serem de mesma carga, duas extremidades positivas ou duas negativas.

1785 á 1789

A Lei de Coulomb foi descrita pelo físico Charles Austin Coulomb, seu último sobrenome deu o nome a tal experimento divulgado e estudado entre os anos de 1785 á 1789, que comprovava as forças entre as cargas elétricas.

Quanto mais próximos os corpos com cargas opostas se encontram, mais intensidade em sua interação ela terá e quando afastadas, a intensidade é menor porém ainda assim conseguem se atrair. Já os corpos de sinais negativos, próximos ou distantes, sempre irão se recusar.

Cargas de sinais iguais – repulsão:

Cargas de sinais iguais

 

Cargas de sinais opostos – atração:

Cargas com sinais opostos

 Fórmula:

Coulomb fórmula

* F = força elétrica – sempre na unidade de newton N;

* Q1 e Q2 = cargas elétricas – na unidade C de coulomb;

* d = distância entre as cargas – medida em m de metros;

* constante da eletrostática no vácuo =  sempre será k0=9.109N/m2C2

Exemplo de exercício sobre a Lei de Coulomb:

1) Duas cargas separadas por uma distância de 4m, calcule o valor das cargas, sabendo ainda que sua força elétrica é 200N.

Dados

F = 200N

Q1 e Q2 = ?

d = 4m

constante =  k0=9.109N/m2C2

Cálculo:

200N=9.109.Q2/4²

Q2=200N.4²/9.109

Q2=3.200/9.109

Q2=3,55.10-7

Q=√3,55.10-7

Q=5,96.10-4C

Então, Q1 e Q2 = 5,96.10-4