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

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre o processo de eletrólise da solução aquosa de ácido sulfúrico. Isso está dentro do conteúdo de eletroquímica, especificamente sobre eletrólise. Para resolver, precisamos identificar quais reações parciais podem acontecer no polo positivo, também chamado de ânodo, durante esse processo.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que acontece no polo positivo durante a eletrólise. O ânodo é onde ocorre a oxidação, ou seja, perda de elétrons. No caso da solução de ácido sulfúrico ( H2SO4), temos duas espécies que podem ser oxidadas: a água ( H2O) e os íons sulfato ( SO4^2-).

Passo 3

Vamos analisar cada uma dessas possíveis reações de oxidação:
  1. Oxidação da água ( H2O):
    Quando a água é oxidada, ela pode produzir oxigênio gasoso ( O2), prótons ( H^+) e elétrons ( e^-). A equação balanceada dessa semi-reação é:
    2H2O (l) O2 (g) + 4H^+ (aq) + 4e^-
  2. Oxidação dos íons sulfato ( SO4^2-):
    Já os íons sulfato podem ser oxidados, embora isso seja menos comum. A possível semi-reação seria a formação de íons peroxossulfato ( S2O8^2-), mas essa reação requer condições específicas e não é a mais favorecida em solução aquosa de ácido sulfúrico.
    2SO4^2- (aq) S2O8^2- (aq) + 2e^-

Passo 4

Embora ambas as semi-reações sejam possíveis, a oxidação da água é a que geralmente ocorre no ânodo durante a eletrólise da solução aquosa de ácido sulfúrico. Isso porque a energia necessária para oxidar os íons sulfato é maior, tornando a oxidação da água mais favorável energeticamente.

Resposta

As semi-reações que podem ocorrer no polo positivo são:
2H2O (l) O2 (g) + 4H^+ (aq) + 4e^-
2SO4^2- (aq) S2O8^2- (aq) + 2e^-

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