PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 34 do IME 2027

Prova objetiva · Química

Uma indústria química realiza o tratamento eletrolítico de soluções contendo íons cloreto para a produção de cloro gasoso, amplamente utilizado na desinfecção de água e em processos industriais. Durante uma etapa do processo, uma corrente elétrica constante de 11\ \text{A} é aplicada por 52 minutos a uma solução aquosa de cloreto crômico.

Considerações:

  • O cloro é liberado no anodo segundo a reação: 2\ \text{C}\ell^- \longrightarrow \text{C}\ell_2 + 2\ \text{e}^-
  • Constante de Faraday = 96500\ \text{C/mol} de elétrons.

Assinale a alternativa que apresenta o volume aproximado, em litros, de gás cloro produzido nas CNTP.

  1. A
    0{,}18
  2. B
    0{,}36
  3. C
    2{,}0
  4. D
    4{,}0
  5. E
    8{,}0
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Resolução comentada

Na eletrólise, a carga que passa pelo circuito é Q = i \cdot t, e a constante de Faraday converte essa carga em mol de elétrons.

  1. Tempo em segundos: t = 52 \times 60 = 3120\ \text{s}.

  2. Carga: Q = 11 \times 3120 = 34320\ \text{C}.

  3. Mol de elétrons: n_{e^-} = \dfrac{34320}{96500} \approx 0{,}356\ \text{mol}.

  4. Pela semirreação 2\ \ce{Cl-} \longrightarrow \ce{Cl2} + 2\ \ce{e-}, cada 2 mol de elétrons produzem 1 mol de \ce{Cl2}:

    n_{\ce{Cl2}} = \frac{0{,}356}{2} \approx 0{,}178\ \text{mol}

  5. Nas CNTP, 1 mol de gás ocupa 22{,}4\ \text{L} (valor usual no IME):

    V = 0{,}178 \times 22{,}4 \approx 3{,}99\ \text{L} \approx 4{,}0\ \text{L}

O fato de o sal ser cloreto crômico não altera a conta, pois o volume de cloro depende só dos elétrons no anodo.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa E engana quem usa 1 mol de \ce{Cl2} por mol de elétrons, esquecendo que a semirreação libera 2 mol de elétrons por mol de \ce{Cl2}.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • APara no número de mol de \ce{Cl2} (0,18) e não multiplica por 22,4 L/mol.
  • BUsa 0,36 mol de elétrons como se fosse o número de mol de \ce{Cl2}, sem dividir por 2 e sem converter em volume.
  • CNão corresponde a nenhum caminho de cálculo correto; está longe dos 4,0 L.
  • EEsquece de dividir os mol de elétrons por 2 e obtém o dobro do volume correto.

Assuntos: eletrólise, leis de Faraday, volume molar nas CNTP.

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Fonte: IME 2027 · Prova objetiva. Prova oficial ↗