Uma corrente elétrica de 19,3 A atravessa uma cuba eletrolítica contendo H2 SO4 (aq) durante 8 min e 20s. Calcule o volume de O2(g) liberados nas CNTP.

Passo 1

Beleza, então o enunciado diz que uma corrente elétrica de passa por uma cuba eletrolítica com ácido sulfúrico por 8 min e 20 s. A ideia é descobrir quanto de gás oxigênio (O₂) sai nessa reação, medido em volume nas CNTP (condições normais de temperatura e pressão).
O conteúdo é eletroquímica – mais precisamente a Lei de Faraday e estequiometria de eletrólise. Vamos precisar de:
  1. Converter tempo em segundos;
  2. Calcular a carga elétrica total ;
  3. Usar a constante de Faraday para achar quantos mols de elétrons passaram;
  4. Ver a reação do anodo para saber quantos elétrons formam 1 mol de O₂;
  5. Converter mols de O₂ em volume (22,4 L/mol nas CNTP).

Passo 2

Primeiro, transformo o tempo em segundos:
8 min = t = 480 + 20 = 500 s s
mais 20 s dá
Q = I cdot t = 19,3 A times 500 s = 9650 C
Aí a carga total que passou é

Passo 3

A Lei de Faraday diz que cada mol de elétrons transporta uma carga de ne = QF = 965096485 approx 0,1001 mol e^- . Assim o número de mols de elétrons que passaram é

Passo 4

Na eletrólise da água (no ânodo) a reação é
2,H2O (l) to O2 (g) + 4,H^+ + 4,e^-
Isso mostra que 4 mols de elétrons geram 1 mol de O₂. Logo, os mols de O₂ formados são
nO2 = ne4 = 0,10014 approx 0,0250 mol

Passo 5

Finalmente, nas CNTP cada mol de gás ocupa 22,4 L. Então o volume de O₂ é
V = nO2 times 22,4 L/mol = 0,0250 times 22,4 approx 0,56 L

Resposta

O volume de oxigênio liberado é aproximadamente 0,56 L.

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