Ano 2024#quimica#eletroquimica#eletrolise#estequiometria

Sobre o tema

A eletrólise de uma solução de ácido sulfúrico (H2SO4) envolve principalmente a decomposição da água em hidrogênio e oxigênio, já que o H2SO4 atua como eletrólito condutor. A concentração inicial da solução pode ser calculada a partir da massa de ácido e do volume total, e após a eletrólise, uma titulação com NaOH permite determinar a nova concentração. A diferença entre os volumes inicial e final da solução corresponde ao volume de água eletrolisada, que, pela estequiometria da reação 2H2O → 2H2 + O2, permite calcular o volume total de gases gerados nas CNTP (22,4 L/mol). Essa questão integra conceitos de estequiometria, titulação e propriedades dos gases.

Tópicos relacionados

  • Eletrólise da água
  • Titulação ácido-base com NaOH
  • Lei de Faraday para eletrólise
  • Volume molar dos gases nas CNTP
  • Cálculo de concentração por titulação

Enunciado

Uma solucao foi preparada com 1800 g de acido sulfurico puro e 2000 L de agua deionizada, sendo em seguida eletrolisada. Uma amostra de 100 mL da solucao resultante foi titulada com solucao-padrao 0,1 M de hidroxido de sodio, tendo sido necessarios 20,4 mL para neutralizar a amostra. Considere a massa especifica do acido sulfurico igual a 1800 g/L e que misturas desse acido em agua se comportam idealmente quanto ao volume. A alternativa que contem o volume aproximado de gas gerado na eletrolise, em m^3, medido nas CNTP, e:

Alternativas

  • A)

    187,5

  • B)

    250

  • C)

    375

  • D)

    500

  • E)

    Nao e gerado gas algum e a solucao apenas aquece pela passagem da corrente eletrica.

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Perguntas frequentes

Por que o ácido sulfúrico é usado como eletrólito na eletrólise da água?

O H2SO4 fornece íons H+ e SO4^2- que aumentam a condutividade da água, permitindo a passagem de corrente elétrica sem sofrer oxidação ou redução significativas (os íons sulfato são inertes).

Como calcular o volume de gás gerado na eletrólise a partir da variação de concentração?

A variação do volume da solução corresponde ao volume de água decomposta. Usando a estequiometria (2H2O → 2H2 + O2), calcula-se os moles de gás e, com o volume molar (22,4 L/mol nas CNTP), obtém-se o volume.

Na titulação de H2SO4 com NaOH, por que a relação estequiométrica é 1:2?

O H2SO4 é um ácido diprótico, liberando dois H+ por molécula. A reação completa é H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O, portanto cada mol de ácido requer dois mols de base.

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