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Questão FC715111

O gás hidrogênio (H2) e o gás oxigênio (O2) podem ser obtidos a partir da eletrólise da água com uso de uma tecnologia que emprega um eletrolisador com diafragma umedecido com solu

Química

VUNESP · 2025

O gás hidrogênio (H2) e o gás oxigênio (O2) podem ser obtidos a partir da eletrólise da água com uso de uma tecnologia que emprega um eletrolisador com diafragma umedecido com solução de hidróxido de potássio (KOH), denominada hidrólise alcalina da água. A figura representa o esquema desse eletrolisador.

 

As semirreações de redução e os potenciais padrão de redução (E0) das espécies envolvidas nessa eletrólise são:

 

O2 (g) + 2H2O (\(\ell\)) + 4e–  →   4OH– (aq)           E0 = +0,40 V

 

2H2O (\(\ell\)) + 2e–  →   H2 (g) + 2OH– (aq)           E0 = –0,83 V

 

Nesse processo eletrolítico, o gás que é recolhido no cátodo e o valor do potencial teórico mínimo que deve ser aplicado entre os terminais elétricos desse eletrolisador para seu funcionamento são, respectivamente,

  1. O2 e 1,23 V.
  2. H2 e 1,23 V.
  3. H2 e 2,06 V.
  4. O2 e 2,06 V.
  5. H2 e 0,43 V.
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Gabarito

B

Comentário do professor

No processo apresentado, no cátodo ocorre redução da água segundo a semirreação fornecida, gerando gás H₂ (portanto o hidrogênio é recolhido no cátodo).

Para calcular o potencial mínimo aplicado, usamos \(E^\circ_{\text{célula}}=E^\circ_{\text{cátodo (redução)}}-E^\circ_{\text{ânodo (redução)}}\). Substituindo os valores: \(E^\circ_{\text{célula}}=(-0{,}83\ \text{V})-(+0{,}40\ \text{V})=-1{,}23\ \text{V}\).

Como a eletrólise é não espontânea, é necessário aplicar o módulo desse valor. Assim, o potencial teórico mínimo a ser fornecido entre os terminais é \(|E^\circ_{\text{célula}}|=1{,}23\ \text{V}\).

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