Pesquisadores avaliam uma célula fotoeletroquímica para produzir “hidrogênio verde”. O protótipo é colocado em…

Questão

Pesquisadores avaliam uma célula fotoeletroquímica para produzir “hidrogênio verde”. O protótipo é colocado em um reservatório com água, recebe catalisadores em suas superfícies e é iluminado por uma lâmpada que simula a luz do Sol. Na imagem, observa-se a formação de bolhas em faces opostas do dispositivo: na face frontal predominam bolhas identificadas como oxigênio, enquanto na face traseira predominam bolhas identificadas como hidrogênio. O objetivo do teste é verificar se o material consegue promover a transformação da água em gases combustíveis e comburentes, sem adicionar outro reagente além da própria água. Para registrar o desempenho, os cientistas relacionam os gases observados com a reação global que representa a transformação química ocorrida no sistema. Com base no texto e na formação de bolhas de H2 e O2 indicada na imagem, identifique a equação química global balanceada que representa a transformação da água nesse dispositivo.

1. A) 2 H2O(l) ? 2 H2(g) + O2(g)
2. B) H2O(l) ? H2(g) + O2(g)
3. C) 2 H2O(l) ? H2(g) + 2 O2(g)
4. D) 2 H2O(l) ? 2 H2(g) + 2 O(g)
5. E) 2 H2O(l) ? H2O2(aq) + H2(g)

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Identifique os produtos citados no enunciado. A célula fotoeletroquímica decompõe a água em hidrogênio (H2, combustível, observado na face traseira) e oxigênio (O2, comburente, observado na face frontal), sem adicionar outro reagente. Logo, o reagente é a água líquida e os produtos são H2(g) e O2(g).
2. Escreva a reação sem balanceamento: H2O(l) → H2(g) + O2(g). Nesta forma, há 2 átomos de H e 1 de O no reagente, contra 2 de H e 2 de O nos produtos. A equação não está balanceada em oxigênio.
3. Balanceie. Para igualar os oxigênios, coloque 2 antes da água, o que dá 2 H2O(l) no reagente, com 4 H e 2 O. Para igualar os hidrogênios, coloque 2 antes do H2, que fica 2 H2(g) nos produtos, com 4 H. O O2 permanece com coeficiente 1, pois há 2 O nos produtos.
4. Confira o resultado final: 2 H2O(l) → 2 H2(g) + O2(g), com 4 H e 2 O em cada lado. A equação está balanceada e corresponde à alternativa A.
5. Por que as outras estão erradas. B: a equação não está balanceada, pois há 2 O no produto e apenas 1 no reagente. C: o coeficiente do O2 e do H2 estão invertidos, gerando 2 H e 4 O nos produtos, o que não confere com a água. D: o oxigênio aparece como O(g) atômico, quando o gás observado nas bolhas é O2 molecular. E: H2O2 (peróxido de hidrogênio) não é o produto indicado pelas bolhas de H2 e O2, e a equação não confere em massa com a água consumida.

💡 Dica: Analise a formação das bolhas e balanceie a equação química da reação de eletrólise da água.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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