Um dos modos de se produzirem gás hidrogênio e gás oxigênio em laboratório é promover a eletrólise…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um dos modos de se produzirem gás hidrogênio e gás oxigênio em laboratório é promover a eletrólise (decomposição pela ação da corrente elétrica) da água, na presença de sulfato de sódio ou ácido sulfúrico. Nesse processo, usando para tal um recipiente fechado, migram para o cátodo (polo negativo) e ânodo (polo positivo), respectivamente, H2 e O2. Considerando-se que as quantidades de ambos os gases são totalmente recolhidas em recipientes adequados, sob mesmas condições de temperatura e pressão, é correto afirmar que Dados: massas molares (g·mol?¹) H = 1 e O = 16. é correto afirmar que (Mackenzie 2017)
- A) o volume de H₂(g) formado, nesse processo, é maior do que o volume de O₂(g).
- B) serão formados 2 mols de gases para cada mol de água decomposto.
- C) as massas de ambos os gases formados são iguais no final do processo.
- D) o volume de H₂(g) formado é o quádruplo do volume de O₂(g) formado.
- E) a massa de O₂(g) formado é o quádruplo da massa de H₂(g) formado.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Escreva a equação balanceada da eletrólise da água: 2 H2O -> 2 H2 + O2. Ela mostra que, para cada 2 mols de água decompostos, formam-se 2 mols de H2 e 1 mol de O2.
- Como os gases estão nas mesmas condições de temperatura e pressão, volumes iguais contêm quantidades iguais de mols (princípio de Avogadro). Logo, a razão entre os volumes é a mesma razão entre os mols: V(H2) : V(O2) = 2 : 1.
- Portanto o volume de H2 formado é maior que o de O2, o que torna a alternativa A correta.
- A alternativa B está errada, pois 2 mols de água geram 3 mols de gases (2 de H2 e 1 de O2), e não 2 mols para cada mol de água.
- A alternativa C está errada, pois a massa de H2 é 2 x 2 = 4 g e a de O2 é 1 x 32 = 32 g, valores diferentes.
- A alternativa D está errada, pois o volume de H2 é apenas o dobro, e não o quádruplo, do volume de O2.
- A alternativa E está errada, pois a massa de O2 (32 g) é oito vezes a massa de H2 (4 g), e não quatro vezes.
- Concordo com o gabarito oficial, que aponta a alternativa A.
💡 Dica: Calcule as massas molares e use a relação estequiométrica da eletrólise da água.
Alternativa por alternativa
CORRETA. Pela equação balanceada da eletrólise da água (2 H₂O → 2 H₂ + O₂), formam-se 2 volumes de H₂ para cada 1 volume de O₂, logo o volume de H₂ é maior.
O aluno supõe que cada mol de água produz 2 mols de gases, ignorando que a equação forma 3 mols de gases para 2 mols de água (2 de H2 e 1 de O2).
O aluno acredita que, como os gases são produzidos em quantidades iguais de mols ou de átomos, suas massas também devem ser iguais, sem considerar as massas molares diferentes.
O aluno inverte ou confunde a proporção dos mols, achando que a diferença de volume é de quatro vezes, por exemplo ao comparar massas em vez de volumes ou ao errar a razão 2:1 da equação.
O aluno calcula as massas dos gases de forma incorreta, por exemplo esquecendo que H2 e O2 são moléculas diatômicas, e chega a uma razão de quatro vezes entre as massas, quando o correto é oito vezes (32 g de O2 para 4 g de H2).
Raio-X da questão
eletrólise da água e estequiometria
avaliacao
massa molar e mol · reação química e estequiometria
revisar cálculo de massas molares e reação de eletrólise da água
Confundir a relação molar entre H2 e O2 ou calcular incorretamente as massas molares.
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