Questão FC715135
A figura a seguir representa o esquema de um eletrolisador para produção de gás hidrogênio (H2) a partir da eletrólise da água com emprego de uma solução de KOH: (S. Shiva Kumar e
Química
VUNESP · 2025
A figura a seguir representa o esquema de um eletrolisador para produção de gás hidrogênio (H2) a partir da eletrólise da água com emprego de uma solução de KOH:
(S. Shiva Kumar e Vjmsfet Himabindu, “Hydrogen production by PEM water electrolysis – A review”, Materials Science for Energy Technologies 2.3 (2019). Adaptado)
As semirreações de redução e os potenciais de padrão de redução (Eº) das espécies envolvidas nessa eletrólise são representadas a seguir:
O2(g) + 2H2O(\(l\)) + 4e– \(→\) 4OH–(aq) Eº = +0,40 V
2H2O(\(l\)) + 2e– \(→\) H2 (g) + 2OH–(aq) Eº = –0,83 V
O potencial teórico mínimo que deve ser aplicado a esse eletrolisador para seu funcionamento é para obtenção de gás hidrogênio no compartimento
As lacunas são preenchidas, correta e respectivamente, por
- 1,23 V .... anódico
- 1,23 V ... catódico
- 0,43 V ... anódico
- 2,06 V ... catódico
- 0,43 V ... catódico
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Gabarito
B
Comentário do professor
As semirreações fornecidas mostram que a redução que gera H2 tem \(E^\circ = -0,83\) V e a redução do O2 tem \(E^\circ = +0,40\) V.
Na eletrólise ocorre redução no catodo e oxidação no ânodo. A reação de oxidação é o inverso da semirreação do O2, logo seu potencial de oxidação é \(-0,40\) V.
O potencial da célula é dado por \(E^\circ_{cel} = E^\circ_{cat} - E^\circ_{an}\). Substituindo: \(E^\circ_{cel} = (-0,83) - (+0,40) = -1,23\) V. O sinal negativo indica processo não espontâneo, portanto é preciso aplicar externamente um potencial de +1,23 V.
Como a produção de H2 ocorre por ganho de elétrons, o gás é obtido no compartimento catódico.
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