Considere o processo de eletrólise da solução aquosa de ácido sulfúrico.
b. Quais são as semi-reações que podem ocorrer no polo negativo?
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Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre o processo de eletrólise da solução aquosa de ácido sulfúrico e pergunta quais são as semi-reações que podem acontecer no polo negativo. A matéria envolve conceitos de eletrólise e reações de oxidação e redução. Para resolver, vamos precisar entender como os íons na solução reagem no eletrodo negativo (cátodo).

Passo 2

Primeiro, lembre-se que na eletrólise, no polo negativo (cátodo) ocorre a redução, ou seja, ganho de elétrons. No caso da solução aquosa de ácido sulfúrico (H₂SO₄), ela se dissocia em íons H⁺ e SO₄²⁻, além de ter a presença de água (H₂O). Então, temos que observar quais espécies na solução podem receber elétrons.

Passo 3

As possíveis espécies que podem ser reduzidas no cátodo são os íons H⁺ e as moléculas de água. Vamos ver cada uma:
  1. Redução dos íons H⁺:
    Os íons H⁺ podem ganhar elétrons e se transformar em gás hidrogênio (H₂). A semi-reação fica assim:
    2 , H^+ + 2 , e^- H2(g)
  2. Redução da água:
    As moléculas de água também podem ganhar elétrons, formando gás hidrogênio e íons hidróxido (OH⁻). A semi-reação é:
    2 , H2O + 2 , e^- H2(g) + 2 , OH^-

Passo 4

Apesar de ambas as reações serem possíveis, no contexto da solução ácida de H₂SO₄, a redução dos íons H⁺ é geralmente mais favorecida devido à maior concentração desses íons na solução ácida. No entanto, é importante reconhecer que a redução da água também pode ocorrer, especialmente se a concentração de H⁺ não for muito alta.

Resposta

As semi-reações que podem ocorrer no polo negativo (cátodo) durante a eletrólise da solução aquosa de ácido sulfúrico são:
2 , H^+ + 2 , e^- H2(g)
e
2 , H2O + 2 , e^- H2(g) + 2 , OH^-

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