Questão 34 — Eletrólise — Eletrólise da Água em Meio Ácido (Química) — Instituto Militar de Engenharia (IME) 2023

Química Eletrólise — Eletrólise da Água em Meio Ácido

Instituto Militar de Engenharia (IME) 2023 Médio

Instituto Militar de Engenharia (IME) · Concurso de Formação e Graduação

Gabarito disponível

Um drone submarino estava navegando a 90 m de profundidade e a uma pressão de 10 atm, quando o casco sofreu uma avaria. Para trazê-lo à superfície, foi acionado um dispositivo de emergência, que produz hidrogênio por uma célula eletroquímica contendo 2 L de solução aquosa de H₂SO₄ com concentração 2 mol/L. A eletrólise foi encerrada quando o drone atingiu a superfície. Nesse momento, o restante da solução aquosa de H₂SO₄ foi analisado nas CNTP, tendo sido verificado que sua concentração era de 8 mol/L.

A única alternativa correta é:

Selecione uma alternativa A) A uma pressão de 10 atm, o catodo passou a agir como anodo e o anodo como catodo. B) A estrutura interna do drone sofreu avarias, porque o H₂SO₄ decomposto no anodo gerou vapores corrosivos. C) O volume de H₂O consumido foi de 1,5 L. D) A massa de H₂SO₄ restante foi de 49 g. E) O volume da solução aquosa de H₂SO₄ reduziu para 75% do seu valor inicial.

Resolução comentada

Pela concentração final de 8 mol/L, o volume restante é 0,5 L, então 1,5 L de água foram consumidos.

A quantidade de H₂SO₄ não muda na eletrólise da água, porque o ácido só conduz a corrente. Inicialmente há 2 L × 2 mol/L = 4 mol. Com concentração final de 8 mol/L, o volume restante é 4/8 = 0,5 L. Logo, o volume de água consumido foi 2 − 0,5 = 1,5 L.

Análise das alternativas

A) Errada: catodo e anodo não trocam de função com a pressão; o catodo continua reduzindo e o anodo oxidando. B) Errada: o H₂SO₄ não se decompõe, quem se decompõe é a água, e não há vapores corrosivos de ácido. D) Errada: restam 4 mol × 98 g/mol = 392 g de H₂SO₄. E) Errada: o volume caiu para 0,5 L, ou seja, 25% do inicial.

Referência: Eletrólise aquosa de ácido oxigenado (H₂SO₄): descarga de H⁺ no catodo e de H₂O no anodo, com o soluto permanecendo constante.

Resolução comentada do VaiConcursos.