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Eletrólise do H2SO4 em solução aquosa diluída e eletrodos inertes:
especies presentes na solução H2SO4 e H2O
H2SO4 --> 2H+ + OH-
H2O --> H+ + OH-
Soluções para a tarefa
Olhando pelas equações que foram fornecidas:
H2SO4 --> 2H+ + SO₄²⁻
H2O --> H+ + OH-
É possível ver que o ácido sulfúrico está todo dissociado, assim o ânion formado por ele é o SO₄²⁻ que perde em preferência de descarga para o OH⁻, desse modo o ânion que será descarregado será o OH⁻ e não o SO₄²⁻ do ácido sulfúrico. Já em relação ao cátion o temos o H⁺ tanto do ácido quando da água. Assim, como a preferência de descarga dos dos íons fica sendo do H⁺ e do OH⁻, essa reação de hidrolise será a reação de hidrolise da água, pois o OH⁻ (da água) tem preferência de descarga frente ao SO₄²⁻ do ácido sulfúrico.
No Cátodo - redução:
2H⁺ + 2 e⁻ => H₂
No Ânodo - oxidação:
2 OH⁻ ⇒ 2 H₂O + O₂ + 2 e⁻
Equação da dissociação da água:
2 H₂O ⇒ 2OH⁻ + 2H⁺
Somando-se todas essas semi-reações tem-se a equação global da eletrólise:
2H⁺ + 2 e⁻ => H₂
2 OH⁻ ⇒ H₂O + O₂ + 2 e⁻
2 H₂O (sobra 1 H₂O) ⇒ 2 OH⁻ + 2H⁺
(Os sublinhados são os que se anulam, pois estão em lados opostos da reação, repare que no caso do H₂O sobra 1 H₂O, pois na equação 3 temos 2 H₂O no reagente e apenas 1 H₂O no produto, assim sobra 1 H₂O no reagente. Nos demais íons (espécies) todos se cancelam pois estão em igual número em lados apostos da reação, veja:
2H⁺ no reagente da primeira equação se anula com os 2H⁺ no produto da equação 3.
2e⁻ no reagente da primeira equação se anula com os 2H⁺ no produto da equação 2.
2OH⁻ no reagente da equação 2 se anula com os 2OH⁻ no produto da equação 3.
Assim, resta apenas a equação global da eletrólise que é:
2H⁺ + 2 e⁻ => H₂
2 OH⁻ ⇒ H₂O + 1/2O₂ + 2 e⁻
2 H₂O (sobra 1 H₂O) ⇒ 2 OH⁻ + 2H⁺
=
H₂O ⇒ H₂ + 1/2 O₂