FísicaUNESPBNCC EM13CNT101Média⏱ medio

Em um experimento, um estudante realizou, nas Condições Ambiente de Temperatura e Pressão (CATP), a eletrólise…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Em um experimento, um estudante realizou, nas Condições Ambiente de Temperatura e Pressão (CATP), a eletrólise de uma solução aquosa de ácido sulfúrico, utilizando uma fonte de corrente elétrica contínua de 0,200 A durante 965 s. Sabendo que a constante de Faraday é 96 500 C/mol e que o volume molar de gás nas CATP é 25 000 mL/mol, o volume de H2 (g) desprendido durante essa eletrólise foi igual a UNESP - 2017

A) 30,0 mL.
B) 45,0 mL.
C) 10,0 mL.
D) 25,0 mL.
E) 50,0 mL.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

Calcule a carga elétrica que atravessou a solução. Q = i x t = 0,200 A x 965 s = 193 C.
Calcule a quantidade de elétrons em mol. n(e-) = Q / F = 193 C / 96 500 C/mol = 0,002 mol de elétrons.
Escreva a semirreação de redução que libera H2 em meio ácido: 2 H+ + 2 e- -> H2. Portanto, cada mol de H2 exige 2 mol de elétrons.
Calcule a quantidade de H2 formada. n(H2) = 0,002 mol de e- / 2 = 0,001 mol de H2.
Converta para volume nas CATP. V(H2) = 0,001 mol x 25 000 mL/mol = 25,0 mL. A alternativa D está correta e coincide com o gabarito oficial.
Por que as outras estão erradas. A (30,0 mL) decorre de erro no cálculo da carga ou do número de mols. B (45,0 mL) corresponde a um cálculo com dados trocados ou multiplicados de forma incorreta. C (10,0 mL) resulta de uma divisão indevida na etapa de conversão entre elétrons e H2. E (50,0 mL) ignora a proporção de 2 elétrons por molécula de H2, pois usa 0,002 mol de H2 em vez de 0,001 mol.

💡 Dica: Calcule a carga elétrica, moles de elétrons e use o volume molar para encontrar o volume de H2.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente errou o cálculo intermediário da quantidade de matéria, por exemplo ao arredondar a carga ou dividir de forma incorreta pela constante de Faraday.

B Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno provavelmente combinou os dados do enunciado de maneira incorreta, multiplicando ou dividindo corrente, tempo e constante sem seguir a sequência correta de cálculo.

Por que engana: Confundir a relação entre carga elétrica e mols de elétrons ou usar volume molar incorreto.

C Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente aplicou uma divisão extra na conversão de mols de H2 para volume ou errou a proporção entre elétrons e gás formado.

D Correta

Na eletrólise da solução aquosa de ácido sulfúrico (H2SO4), ocorre a formação de H2(g) no catodo: 2H+(aq) + 2e- ? H2(g). Cada mol de H2 produzido consome 2 mol de elétrons, ou seja, 2 × 96 500 C = 193 000 C. A carga total passada foi Q = i × t = 0,200 A × 965 s = 193 C. Quantidade de H2 formada: (193 C) ÷ (193 000 C/mol) = 0,001 mol. O volume de 0,001 mol de H2 nas CATP (25 000 mL/mol) é 0,001 mol × 25 000 mL/mol = 25 mL. Portanto, alternativa correta: D.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno provavelmente considerou que cada elétron produz uma molécula de H2, esquecendo que a redução de 2 H+ exige 2 elétrons por molécula de H2.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 consolidacao

🎯 Conceito central

eletrólise, volume de gás, corrente elétrica

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

eletrólise e reações redox · cálculo de carga elétrica

📚 Reveja

revisar cálculo de carga elétrica, mols de elétrons e volume molar de gases

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre carga elétrica e mols de elétrons ou usar volume molar incorreto.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

Questões parecidas com resolução

🔎 Procurar outra questão

Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.

Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog