Questão 8
UNICAMP 2010
(UNICAMP - 2010 - 2 fase - Questão 8)
A Revista no 160 traz um comentário sobre um ônibus montado no Brasil que tem como combustível o gás hidrogênio. Resumidamente, explica-se que no ônibus existem celas eletroquímicas formadas por um conjunto de placas (eletrodos) e uma membrana polimérica chamada “membrana de troca de prótons”. Em um tipo de eletrodo, o hidrogênio é “quebrado” (aspas nossas) e elétrons são liberados, gerando uma corrente elétrica em direção ao outro tipo de eletrodo, onde o gás oxigênio forma íons óxido. Os produtos que se originam nos dois diferentes eletrodos reagem para formar água.
a) Considerando-se as informações do texto, escreva a equação química da semirreação de oxidação que ocorre nessa cela eletroquímica.
b) Que massa de gás hidrogênio deve ser transformada na cela eletroquímica para que, no funcionamento do ônibus, haja uma liberação de 38,0 MJ? Dado: entalpia de formação da água = .
Gabarito:
Resolução:
a) A oxidação se dá pela perda de elétrons que acontece no eletrodo onde o hidrogênio gás hidrogênio é quebrado. Assim, a
equação química da semirreação de oxidação é:
b) No outro eletrodo ocorre a redução do oxigênio:
Somando as reações de oxidação, redução e formação da água temos:
Vemos enrão que dois mol de H2 liberam uma energia de 2 x 242 kJ mol-1.