Gabarito disponível
Um experimento bastante utilizado por professores e alunos nas aulas de eletroquímica consiste em realizar a eletrólise de uma solução aquosa salina com uma pequena quantidade de azul de bromotimol. O azul de bromotimol atua como um indicador ácido-base da solução, conferindo a ela a coloração amarela em meio ácido, verde em meio neutro, e azul em meio básico (alcalino). Considere a eletrólise de uma solução aquosa de sulfato de sódio, contendo azul de bromotimol em concentração suficiente para visualização das três cores citadas, em uma cuba eletrolítica adequada e equipada com eletrodos metálicos inertes.
Indique a alternativa que apresenta, correta e respectivamente, as colorações que serão observadas na solução antes do início da eletrólise e durante a eletrólise ao redor do ânodo e do cátodo.
Dados: Semirreações de redução e respectivos potenciais padrão.
Na⁺ (aq) + 1 e⁻ → Na (s) | E⁰ = - 2,71 V
2 H⁺ (aq) + 2 e⁻ → H₂ (g) | E⁰ = 0,00 V
2 H₂O (l) + O₂ (g) + 4 e⁻ → 4 OH⁻ (aq) | E⁰ = + 0,40 V
S₂O₈²⁻ (aq) + 2 e⁻ → 2 SO₄²⁻ (aq) | E⁰ = + 2,05 V
Indique a alternativa que apresenta, correta e respectivamente, as colorações que serão observadas na solução antes do início da eletrólise e durante a eletrólise ao redor do ânodo e do cátodo.
Dados: Semirreações de redução e respectivos potenciais padrão.
Na⁺ (aq) + 1 e⁻ → Na (s) | E⁰ = - 2,71 V
2 H⁺ (aq) + 2 e⁻ → H₂ (g) | E⁰ = 0,00 V
2 H₂O (l) + O₂ (g) + 4 e⁻ → 4 OH⁻ (aq) | E⁰ = + 0,40 V
S₂O₈²⁻ (aq) + 2 e⁻ → 2 SO₄²⁻ (aq) | E⁰ = + 2,05 V
Resolução comentada
Eletrólise de Na2SO4(aq) com azul de bromotimol.
Antes da eletrólise, a solução do sal de ácido e base fortes é neutra, e o indicador fica verde. No ânodo, a água oxida (2H2O → O2 + 4H⁺ + 4e⁻), pois o sulfato não se oxida facilmente, e a região fica ácida (amarela). No cátodo, a água reduz (2H2O + 2e⁻ → H2 + 2OH⁻), pois o Na⁺ tem potencial muito baixo, e a região fica básica (azul).
Análise das alternativas
B inverte as cores do ânodo e do cátodo. C e D erram a cor inicial, que é neutra. E mantém o ânodo verde, mas a oxidação da água o acidifica.
Referência: Eletrólise aquosa com eletrodos inertes; prioridade de descarga.
Resolução comentada do VaiConcursos.