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
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 (
) 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
.
Passo 3
Vamos calcular quantos gramas de
temos por mL:
Passo 4
Agora, precisamos saber quantos moles de
correspondem a 0,6 g:
A massa molar do é aproximadamente 34 g/mol.
A massa molar do
Passo 5
A decomposição do peróxido de hidrogênio é representada pela reação:
Isso significa que 2 moles de
Passo 6
Então, a quantidade de moles de
produzidos por mL de solução é:
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 produzido por mL da solução é:
Portanto, o volume de
Passo 8
Arredondando, podemos dizer que cada mL da solução produz aproximadamente 200 mL de gás oxigênio.
Resposta
200