Question

(Mackenzie-SP) Um dos modos de se produzirem gás hidrogênio e gás oxigênio em laboratório é promover a eletrólise (decomposição pela ação da corrente elétrica) da água, na presença de sulfato de sódio ou ácido sulfúrico. Nesse processo, usando para tal um recipiente fechado, migram para o cátodo (polo negativo) e ânodo (polo positivo), respectivamente, H2 e O2. Considerando-se que as quantidades de ambos os gases são totalmente recolhidas em recipientes adequados, sob mesmas condições de temperatura e pressão, é correto afirmar que:
Dados: massas molares (g·mol–1) H = 1 e O = 16.
a) o volume de H2(g) formado, nesse processo, é maior do que o volume de O2(g).
b) serão formados 2 mols de gases para cada mol de água decomposto.
c) as massas de ambos os gases formados são iguais no final do processo.
d) o volume de H2(g) formado é o quádruplo do volume de O2(g) formado.
e) a massa de O2(g) formado é o quádruplo da massa de H2(g) formado

quero a explicação!

Answer 1

Resposta:

Letra a, Para entender o motivo de o volume de gás hidrogênio ser maior que o de gás oxigênio, precisamos montar as seguintes equações:

                                   

No cátodo (redução)

Nesse polo, ocorre a redução do cátion hidrônio (H+), independentemente de utilizar o sulfato de sódio (o H+ é menos eletropositivo que o Na+) ou ácido sulfúrico (já apresenta o H+). Ao reduzir, o cátion hidrônio forma a substância simples gás hidrogênio (H2(g)). Abaixo, temos a equação balanceada desse processo:

                                             $2 H^{+} + 2 e\;-> 1 H_{2(g)}$

Há a formação de um mol de gás hidrogênio no cátodo.

No ânodo (oxidação)

Nesse polo, ocorre a oxidação do ânion hidróxido (OH⁻), independentemente de utilizar o sulfato de sódio (o OH⁻ é menos eletronegativo que o SO₄⁻²) ou ácido sulfúrico (já apresenta o H⁺), já que ambos apresentam o ânion sulfato (SO₄⁻²), que é mais eletronegativo que o hidróxido.

Ao oxidar, o ânion hidróxido forma a substância simples gás oxigênio (O2(g)). Abaixo, temos a equação balanceada desse processo:

 

                                           $2 OH^{-} \;-> H_{2} O_{(l)} + 1/2O_{2(g)}$

Há a formação de meio mol de gás oxigênio no ânodo.

Bons estudos!!!