Ao se passar uma corrente de 0,50 A em uma solução aquosa de Na2 SO4 por 5 minutos qual a quantidade de gás hidrogênio gerada? Dados: P V=n R T.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão juntos! A gente precisa descobrir a quantidade de gás hidrogênio gerada quando passa uma corrente de 0,50 A em uma solução de Na2 SO4 por 5 minutos. Para isso, vamos usar conceitos de eletrólise e a equação dos gases ideais, que é PV = nRT.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de carga elétrica que passa pela solução. A carga ( Q) é calculada multiplicando a corrente ( I) pelo tempo ( t). Mas atenção: o tempo precisa estar em segundos.
$ t = 5 minutos \times 60 segundos/minuto = 300 segundos $
Então,
$ Q = I \times t = 0,50 A \times 300 s = 150 C $

Passo 3

Agora, vamos usar a relação entre a carga elétrica e a quantidade de substância ( 2H^+ + 2e^- H2 ) envolvida na reação de produção do hidrogênio. A reação no cátodo é:
$ 2H^{+} + 2e^{-} \rightarrow H_{2} $
Isso significa que para cada 2 mols de elétrons, formamos 1 mol de H2. A constante de Faraday ( F) é 96485 C/mol.
Então,
$ n_{eletrões} = \frac{Q}{F} = \frac{150 C}{96485 C/mol} \approx 0,00155 mol de elétrons $
Como s��o 2 mols de elétrons para formar 1 mol de ne<=trões = QF = 150 C96485 C/mol approx 0,00155 mol de elétrons ,
$ n_{H_{2}} = \frac{0,00155}{2} \approx 0,000775 mol $

Passo 4

Agora, vamos usar a equação dos gases ideais para encontrar o volume de H2 gerado. Assumindo condições padrão de temperatura e pressão (0°C e 1 atm), temos:
$ PV = nRT $
Onde:
  • PV = nRT
  • P = 1 atm é o volume que queremos encontrar
  • V
  • n = 0,000775 mol
  • R = 0,0821 L·atm/mol·K
Rearranjando para encontrar T = 273 K:
$ V = \frac{nRT}{P} = \frac{0,000775 \times 0,0821 \times 273}{1} \approx 0,0173 L $

Resposta

A quantidade de gás hidrogênio gerada é aproximadamente 0,0173 litros.

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