Uma solução aquosa
de
foi submetida a uma corrente elétrica de
durante 8 minutos num experimento de eletrólise da água. A temperatura do experimento foi de
e a pressão ambiente de
. As semirreações e a equação global da eletrólise são:
Ânodo (oxidação):
Cátodo (redução):
Reação global:
Utilizando as fórmulas e as informações fornecidas pela apostila, calcule o volume de gás hidrogênio (
) produzido, em mL .
Cátodo (redução):
Reação global:
Utilizando as fórmulas e as informações fornecidas pela apostila, calcule o volume de gás hidrogênio (
Passo 1
O enunciado descreve a eletrólise de uma solução de
para produzir gás
. Recebemos a corrente elétrica
,A aplicada durante
minutos, à temperatura de
e pressão de
,atm. Para calcular o volume de
gerado, vamos usar o conceito da quantidade de carga elétrica, a constante de Faraday e a lei dos gases ideais.
Passo 2
Calculamos a carga elétrica total
que passou pelos eletrodos usando
onde
deve estar em segundos. Como
minutos equivalem a
,s,
Passo 3
A quantidade de elétrons transferidos, em mols, é
sendo
,C/mol (constante de Faraday). Assim,
Passo 4
Na semirreação de redução no cátodo,
elétrons produzem
mols de
. Logo, cada mol de elétrons gera
mol de
. Portanto, a quantidade de
formada é
Passo 5
Para obter o volume de
nas condições dadas, aplicamos a lei dos gases ideais:
Usando
,atm,
,L·atm·(mol·K)
e
,
Convertendo para mililitros,
Resposta
O volume de
produzido é de aproximadamente
,mL.