Questão 34 — Eletroquímica — Eletrólise e Titulação (Química) — Instituto Militar de Engenharia (IME) 2024

Química Eletroquímica — Eletrólise e Titulação

Instituto Militar de Engenharia (IME) 2024 Médio

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

Gabarito disponível

Uma solução foi preparada com 1800 g de ácido sulfúrico puro e 2000 L de água deionizada, sendo, em seguida, eletrolisada. Uma amostra de 100 mL da solução resultante foi titulada com solução-padrão 0,1 M de hidróxido de sódio, tendo sido necessários 20,4 mL dessa solução para neutralizar a amostra. Considere que a massa específica do ácido sulfúrico vale 1800 g.L⁻¹ e que misturas desse ácido em água se comportam idealmente no que se refere ao volume de mistura.

A alternativa que contém o volume aproximado de gás gerado na eletrólise, em m³, medido nas CNTP, é:

Selecione uma alternativa A) 187,5 B) 250 C) 375 D) 500 E) Não é gerado gás algum e a solução apenas aquece pela passagem da corrente elétrica.

Resolução comentada

A eletrólise decompõe cerca de 200 L de água, o que gera aproximadamente 375 m³ de gás.

São 1800 g de H₂SO₄, ou 18,37 mol, que ocupam 1 L, e o volume inicial é ≈ 2001 L. Na titulação, 20,4 mL × 0,1 M = 2,04 mmol de NaOH, ou 1,02 mmol de H₂SO₄ em 100 mL, o que dá 0,0102 M. O volume final é 18,37/0,0102 ≈ 1800 L, então a água consumida é ≈ 200 L, ou 200 kg ≈ 11,1 kmol. Como H₂O → H₂ + ½O₂ gera 1,5 mol de gás por mol de água, são ≈ 16,7 kmol × 22,4 m³/kmol ≈ 375 m³.

Análise das alternativas

A) 187,5 m³ e B) 250 m³ ficam abaixo do valor calculado. D) 500 m³ fica acima. E) Está errada porque há eletrólise da água, com liberação de H₂ e O₂. C) É o valor calculado.

Referência: Eletrólise da água, titulação ácido-base e volume molar nas CNTP.

Resolução comentada do VaiConcursos.