Questão 39

IME 2013

Química

[IME - 2013/2014 - 1ª fase]

Realiza-se a eletrólise de uma solução aquosa diluída de ácido sulfúrico com eletrodos inertes durante 10 minutos. Determine a corrente elétrica média aplicada, sabendo-se que foram produzidos no catodo 300 mL de hidrogênio, coletados a uma pressão total de 0,54 atm sobre a água, à temperatura de 300 K.

Considere:
Pressão de vapor da água a 300 K = 0,060 atm;
Constante de Faraday: 1F = 96500 C/mol ;
Constante universal dos gases perfeitos: R = 0,08 atm.L/K.mol .

2,20 A

1,93 A

1,08 A

0,97 A

0,48 A

Gabarito: 1,93 A

Resolução:

$2H_2O ightarrow 2H^++2OH^-$

$H_2SO_4 ightarrow 2H^++SO_4^{2-}$

$egin{matrix} (+)&(hat{a}nodo)&2OH^- ightarrow 2e^-+H_2O+frac{1}{2}O_2\(-)&(cacute{a}todo)&2H^+2e^- ightarrow H_2 end{matrix}$

t = 10 min = 600 s
V_H2 = 300 mL = 0,3 L
T = 300 K
P_H2O = 0,060 atm
P_total = 0,54 atm

P_total = P_H2 + P_H2O
0,54 = P_H2 + 0,06
P_H2 = 0,48 atm

$Pcdot V=ncdot Rcdot T$

Para H₂:

$0,48cdot 0,30=n_{H_2}cdot 0,08cdot 300$

$n_{H_2}=0,006;mol$

$egin{matrix} 2H^+&+&2e^-& ightarrow &H_2\&&2cdot 96500&&1;mol\&&Q&&0,006;mol end{matrix}$

$frac{2cdot 96500}{Q}=frac{1}{0,006}$

$Q=1158C$

Sendo Q = i . t

$Q=icdot t$

$1158=icdot 600$

$i=1,93;A$

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