Ao se passar uma corrente de 0,50 A em uma solução aquosa de por 5 minutos qual a quantidade de gás hidrogênio gerada? Dados: .

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 por 5 minutos. Para isso, vamos usar conceitos de eletrólise e a equação dos gases ideais, que é .

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de carga elétrica que passa pela solução. A carga ( ) é calculada multiplicando a corrente ( ) pelo tempo ( ). 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 ( ) 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 . A constante de Faraday ( ) é .
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 ,
$ 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 gerado. Assumindo condições padrão de temperatura e pressão (0°C e 1 atm), temos:
$ PV = nRT $
Onde:
  • é o volume que queremos encontrar
Rearranjando para encontrar :
$ 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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a)
b)
c)
d)
e) aq) aq)
f)
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a)
b)
c)