A eletrólise de uma solução aquosa de Na2 SO4 contendo fenolftaleína foi realizada e coletaram-se os dados apresentados na Tabela ao lado. Considere que o experimento foi realizado a uma temperatura de 24^circ C e que foram coletados 5 mL de H2(g).
Responda:
Tabela: Dados coletados em experimento de eletrólise de uma solução aquosa de Na2 SO4.
t(s) i(mA)
0 80
87 90
246 100
340 110
378 120
440 120
b) Explique por que a solução fica mais rosa no cátodo e incolor no ânodo;

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente está falando sobre eletrólise de uma solução de sulfato de sódio ( Na2 SO4) com fenolftaleína, que é um indicador de pH. Queremos explicar por que a solução fica mais rosa perto do cátodo e incolor perto do ânodo durante o processo. Para resolver isso, vamos precisar saber como a eletrólise funciona, o que acontece nos eletrodos e como a fenolftaleína reage com as mudanças de pH.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é eletrólise. É quando a gente usa eletricidade para separar os íons de uma substância dissociada em íons numa solução. No nosso caso, a solução tem sulfato de sódio ( Na2 SO4), que se divide em íons sódio ( Na^+) e sulfato ( SO4^2-).

Passo 3

Durante a eletrólise, temos dois eletrodos: o cátodo (onde ocorre a redução) e o ânodo (onde ocorre a oxidação). No cátodo, os íons positivos ( Na^+) ganham elétrons e podem se transformar em sódio metálico, mas na água, o que realmente acontece é a redução da água formando hidrogênio gasoso ( H2) e íons hidroxila ( OH^-). A reação no cátodo é:
2H2O + 2e^- H2(g) + 2OH^-

Passo 4

No ânodo, os íons negativos ( SO4^2-) não são facilmente oxidáveis, então a água é oxidada formando oxigênio gasoso ( O2) e íons hidrogênio ( H^+). A reação no ânodo é:
2H2O O2(g) + 4H^+ + 4e^-

Passo 5

Agora, vamos falar sobre a fenolftaleína. Ela é um indicador de pH que muda de incolor para rosa quando o pH da solução passa de ácido para básico, geralmente mudando de incolor para rosa em pH acima de 8,2.

Passo 6

Perto do cátodo, a formação de íons hidroxila ( OH^-) aumenta o pH da solução, tornando-a mais básica. Isso faz com que a fenolftaleína mude de incolor para rosa, indicando um aumento do pH.

Passo 7

Já no ânodo, a formação de íons hidrogênio ( H^+) diminui o pH da solução, tornando-a mais ácida. Com o pH mais baixo, a fenolftaleína volta a ficar incolor.

Resposta

Por isso, durante a eletrólise, a solução fica mais rosa perto do cátodo devido ao aumento do pH causado pelos íons hidroxila, e fica incolor perto do ânodo por causa da diminuição do pH causada pelos íons hidrogênio.

Exercícios relacionados