O peróxido de hidrogênio é comumente vendido no comércio em geral, incluindo mercados e farmácias, com diversos usos, dependendo da concentração. Uma solução a 3% em massa é geralmente usada como alvejante ou antisséptico. A água oxigenada decompõe-se em água líquida e oxigênio gasoso espontaneamente, porém, lentamente, quando em solução aquosa. Uma outra maneira de expressar sua concentração é em volume de oxigênio produzido pela decomposição total do peróxido de hidrogênio, medido a 273 K e 1 atm de pressão. Por exemplo, uma solução de peróxido 20 volumes significa que 1 mL dessa solução irá produzir 20 mL de gás oxigênio, medido na CNTP. Considere que uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio tem densidade de 1,2 g/mL e 50% em massa. Assinale a alternativa que expressa, corretamente, a concentração aproximada em volumes de gás oxigênio dessa solução.
A: 400
B: 100
C: 200 (alternativa correta)
D: 50
E: 40

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre uma solução de peróxido de hidrogênio ( H2O2) e pede para calcular a concentração em volumes de gás oxigênio que essa solução pode produzir quando decomposta totalmente. Vamos precisar usar conceitos de concentração em massa, densidade e a relação entre a decomposição do peróxido de hidrogênio e a produção de oxigênio gasoso.

Passo 2

Primeiro, vamos entender as informações que temos:
  • A densidade da solução é de 1,2 g/mL.
  • A concentração é de 50% em massa.
Isso significa que, em cada 1 mL da solução, temos 1,2 g de solução, dos quais 50% são de H2O2.

Passo 3

Vamos calcular quantos gramas de H2O2 temos por mL:
Massa de H2O2 = 1,2 , g/mL times 50% = 0,6 , g/mL

Passo 4

Agora, precisamos saber quantos moles de H2O2 correspondem a 0,6 g:
A massa molar do H2O2 é aproximadamente 34 g/mol.
Mo<=s de H2O2 = 0,6 , g34 , g/mol approx 0,0176 , mol/mL

Passo 5

A decomposição do peróxido de hidrogênio é representada pela reação:
2 , H2O2 2 , H2O + O2
Isso significa que 2 moles de H2O2 produzem 1 mole de O2.

Passo 6

Então, a quantidade de moles de O2 produzidos por mL de solução é:
0,0176 , mol/mL2 = 0,0088 , mol/mL

Passo 7

Sabemos que, em condições normais de temperatura e pressão (CNTP), 1 mol de gás ocupa 22,4 L (ou 22400 mL).
Portanto, o volume de O2 produzido por mL da solução é:
0,0088 , mol/mL times 22400 , mL/mol = 197,12 , mL/mL

Passo 8

Arredondando, podemos dizer que cada mL da solução produz aproximadamente 200 mL de gás oxigênio.

Resposta

200

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