Question

O volume de hidrogênio liberado, nas condições normais de temperatura e pressão, pela corrente elétrica de 1,93 A que atravessa a solução de NaOH, durante 5 minutos, é:

a) 1,12 mL
b) 2,24 mL
c) 33,6 mL
d) 67,2 mL
e) 134,4 mL

O gabarito dá alternativa ''D'' como a correta, porém, gostaria que me apresentassem a Resolução. Obrigado!!

Answer 1

A questão diz respeito a eletrólise aquosa, na solução há os seguintes componentes

$NaOH -\ \textgreater \ Na^+ + OH^- \\ \\ 2H2O -\ \textgreater \ 2H^+ + 2OH^-$

De acordo com a fila de reatividade, reagirá:
No cátodo: $2H^+$
No ânodo: $2OH^-$

Essas são as semi-reações que ocorrem nos eletrodos:
$2H^+ + 2e \ \textgreater \ H_2 \\ \\ 2OH^- \ \textgreater \ H_2O + \frac{1}{2} O_2 + 2e$


Basta observarmos que o hidrogênio está sofrendo redução, recebendo 2e. Sabemos que 1e = 96500 C. Então a carga necessária para formar 1 mol de H2 é 2 x 96500 = 193.000 C.

Agora vamos ver qual é a carga que passa pelo sistema pela fórmula
Q = i . t
Q = 1,93 . 300 (5 minutos)
Q = 579 C

Fazendo a regra de três:

193.000 C ---------------- 1 mol H2
    579 C   -----------------      x

x = 3x10^-3 mols

----------------------------------------------
Agora outra regrinha de três, só que utilizando os dados da CNTP. 1 mol de qualquer gás ocupa volume de 22,4 L. Então:

1 mol ------------- 22,4 L
3x10^-3 mols ------    x

x = 67,2x10^-3 L ( para transformar para mL, basta multiplicar por 10^3)

Volume de hidrogênio liberado: 67,2 mL