Por que a eletrólise da água é considerada estratégica em pesquisas de energia limpa? Cientistas aplicam…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comparar quantidades de reagentes e produtos envolvidos em transformações químicas, estabelecendo a proporção entre as suas massas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Por que a eletrólise da água é considerada estratégica em pesquisas de energia limpa? Cientistas aplicam corrente elétrica para decompor moléculas de H2O em hidrogênio e oxigênio. Em um experimento-piloto, 90 g de água foram totalmente decompostos por eletrólise, formando 10 g de hidrogênio. Todo o oxigênio produzido foi coletado sem perdas. Esse método busca viabilizar o uso de hidrogênio como vetor energético, reduzindo emissões de carbono e permitindo armazenar energia. Dados precisos sobre as massas envolvidas são essenciais para otimizar reatores de grande escala. Com base no texto, compare as massas de hidrogênio e de oxigênio formadas no experimento e determine qual é a proporção em massa entre esses gases.
- A) A proporção entre hidrogênio e oxigênio é de 1:9.
- B) A proporção entre hidrogênio e oxigênio é de 2:1.
- C) A proporção entre hidrogênio e oxigênio é de 8:1.
- D) A proporção entre hidrogênio e oxigênio é de 1:8.
- E) A proporção entre hidrogênio e oxigênio é de 1:7.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique as massas dadas. A água decomposta tem massa de 90 g e o hidrogênio formado tem massa de 10 g. Como a decomposição é total e o oxigênio foi coletado sem perdas, a massa de oxigênio é a diferença: 90 g - 10 g = 80 g. Passo 2: Lei da conservação da massa: a massa dos produtos (H2 + O2) deve ser igual à massa do reagente (H2O). Assim, 10 g + 80 g = 90 g, o que confirma o cálculo. Passo 3: Monte a proporção em massa entre hidrogênio e oxigênio, na ordem pedida no enunciado: hidrogênio : oxigênio = 10 g : 80 g. Passo 4: Simplifique dividindo ambos os termos por 10: 1 : 8. Portanto a alternativa correta é a D, que coincide com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas. A (1:9) usa a massa total da água (10 + 90) em vez da massa de oxigênio. B (2:1) confunde a proporção em massa com a proporção em quantidade de matéria ou em volume da equação 2 H2O -> 2 H2 + O2. C (8:1) inverte a ordem da razão, colocando o oxigênio antes do hidrogênio. E (1:7) comete um erro de subtração, obtendo 70 g de oxigênio no lugar de 80 g.
💡 Dica: Subtraia a massa de hidrogênio da massa total da água para encontrar a massa de oxigênio e simplifique a razão.
Alternativa por alternativa
O aluno soma a massa de hidrogênio com a massa total de água (10 + 90) ou toma 90 g como massa de oxigênio, sem subtrair corretamente os dados do enunciado.
Por que engana: Pode confundir a ordem da razão ou usar a massa total da água como massa de oxigênio, sem subtrair os 10 g de hidrogênio.
O aluno aplica a proporção dos coeficientes da equação 2 H2O -> 2 H2 + O2 (2:1) como se fosse proporção em massa, confundindo quantidade de matéria com massa.
O aluno calcula corretamente as massas (10 g e 80 g), mas inverte a ordem da razão ao escrever oxigênio:hidrogênio, mesmo com o enunciado pedindo hidrogênio e oxigênio nessa ordem.
Dos 90 g de água, 10 g correspondem ao hidrogênio. Como a massa total se conserva, os 80 g restantes correspondem ao oxigênio. Assim, a proporção entre as massas de hidrogênio e oxigênio é 10:80, que se simplifica para 1:8.
O aluno faz um erro de subtração ao calcular a massa de oxigênio, obtendo 70 g em vez de 80 g, e então chega à razão 10:70 = 1:7.
Raio-X da questão
Proporção em massa dos gases
avaliacao
Conservação da massa · Razão e proporção
Revise a conservação da massa e o cálculo de razões entre as massas dos produtos.
Pode confundir a ordem da razão ou usar a massa total da água como massa de oxigênio, sem subtrair os 10 g de hidrogênio.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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