Questão 82020
IME 2023
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:
A uma pressão de 10 atm, o catodo passou a agir como anodo e o anodo como catodo.
A estrutura interna do drone sofreu avarias, porque o H2SO4 decomposto no anodo gerou vapores corrosivos.
O volume de H2O consumido foi de 1,5 L.
A massa de H2SO4 restante foi de 49 g.
O volume da solução aquosa de H2SO4 reduziu para 75% do seu valor inicial.
Gabarito:
O volume de H2O consumido foi de 1,5 L.
Resolução:
Durante a eletrólise foram produzidos gases responsáveis por trazer o drone à superficie.
As reações que ocorreram foram:
Ânodo: 2H2O → 4H+ + O2 + 4e-
Cátodo: 2H+ + 2e- → H2
Durante a reação, o ácido sulfúrico não é consumido, mas sua concentração aumenta devido ao consumo de água.
O volume inicial de solução é 2L, já o número de mol de ácido é 2mol/L . 2L = 4mols
Sendo assim, considerando que o volume de água é igual ao volume da solução, então 1,5L de água foram consumidos.