Exercícios sobre eletrólise (com gabarito) - Toda Matéria
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Exercícios de Química
Exercícios sobre eletrólise (com gabarito)
Gustavo Alves
Professor de Química
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Este conjunto de exercícios foi elaborado para ajudar estudantes a compreenderem melhor os conceitos envolvidos nesse fenômeno, como a identificação dos produtos formados nos eletrodos, os cálculos relacionados à quantidade de substâncias envolvidas e a interpretação das reações químicas que ocorrem durante o processo.
Por meio das questões resolvidas e comentadas, você poderá testar seus conhecimentos, reforçar aprendizados e desenvolver habilidades essenciais para o domínio do conteúdo.
Questão 1
Uma solução aquosa de NaNO
3
foi eletrolisada para a coleta de gases. Os gases foram coletados nos 2 eletrodos através de 2 tubos de ensaio virados de ponta cabeça. Em ambos os tubos foi testada a inflamabilidade, sendo observada uma faísca apenas em um dos tubos. Quais os gases liberados e em qual eletrodo aparece o gás inflamável?
a) H
2
e N
2
, polo negativo
b) H
2
e O
2
, polo negativo
c) N
2
e O
2
, polo positivo
d) H
2
e N
2
, polo positivo
e) H
2
e O
2
, polo positivo
Validar resposta
Gabarito explicado
Resposta:
alternativa B.
Os gases liberados são H
2
e O
2
, onde o gás inflamável que é o hidrogênio é liberado no polo negativo. Para determinarmos a prioridade de descarga dos íons, recorremos à reação de dissociação do sal:
Ambos os íons liberados são íons de baixa prioridade de descarga, inclusive em comparação à água. Assim, em cada polo, a água será eletrolisada segundo as reações:
( + ) :
( - ) :
Ainda com dúvidas? Pergunta ao
Ajudante IA
do Toda Matéria
Questão 2
Na eletrólise ígnea do hidróxido de magnésio, quais são os produtos formados em cada eletrodo?
a) O
2
no polo positivo e Mg
0
no polo negativo
b) O
2
no polo negativo e Mg
0
no polo positivo
c) H
2
no polo positivo e Mg
0
no polo negativo
d) H
2
no polo negativo e Mg
0
no polo positivo
e) H
2
no polo positivo e O
2
no polo negativo
Validar resposta
Gabarito explicado
Resposta:
alternativa A
.
Por ser uma eletrólise ígnea, não há presença de água. Assim, a única possibilidade de descarga em cada polo é proveniente dos íons do hidróxido de magnésio:
( + ) :
( - ) :
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Questão 3
Uma solução de uma substância desconhecida foi eletrolisada para a realização de um teste qualitativo. Foram liberados gás oxigênio (O
2
) e gás hidrogênio (H
2
). Numa eletrólise ígnea da mesma substância foi formado um metal que oxida com extrema facilidade ao ar livre, além da formação de gás oxigênio novamente. Dentre as substâncias a seguir, qual deve ser esta substância?
a) NaCl
b) Ca(NO
3
)
2
c) LiOH
d) Na
2
CO
3
e) CaCl
2
Validar resposta
Gabarito explicado
Resposta:
alternativa C
.
Dentre todas as substâncias listadas, o LiOH, quando sofre dissociação segundo a reação:
libera íons OH
-
responsáveis pela liberação de oxigênio durante a eletrólise, além de íons Li
+
, que competem com as moléculas de água durante a eletrólise. No caso deste último, pelo fato de o Lítio ser um metal alcalino, ele apresenta pouca prioridade de descarga, portanto a água irá sofrer a eletrólise no seu lugar. Assim, irá ocorrer liberação de H
2
segundo a reação:
Numa eletrólise ígnea, como não haveria presença de água, o lítio sofreria redução no cátodo, formando lítio metálico:
Sabemos que os metais alcalinos na sua forma metálica sofrem oxidação muito rápida quando expostos ao ar, tanto que são sempre encontrados na natureza na forma de óxidos ou de sais.
Questão 4
Na eletrólise de uma solução de cloreto de sódio (NaCl) são formados gás cloro (Cl
2
) e gás hidrogênio (H
2
). Desse modo, em ambos os eletrodos estarão ocorrendo reações simultâneas que podem ser simplificadas por apenas uma reação global. Assinale a alternativa que apresenta a reação global com seu potencial padrão:
(Dados de E
0
: 2H
2
O/2OH
-
,H
2
= -0,83V ; Cl
2
/2Cl
-
= +1,36V)
a)
b)
c)
d)
Validar resposta
Gabarito explicado
Resposta:
alternativa D
.
A dissociação do NaCl leva a formação de Na
+
e Cl
-
. Ambos os íons competem com as moléculas de água para a descarga durante a eletrólise, no entanto, apenas os íons Cl
-
conseguem ter prioridade na hora de oxidar no eletrodo. Assim, a água reduz no polo negativo, enquanto os íons Cl
-
oxidam no polo positivo, levando a duas semi-reações:
Como os números de elétrons nas semi-reações é o mesmo, podemos somar ambas as reações para obter a global, resultando em:
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Questão 5
Durante o processo de recobreamento de uma peça metálica, foi feito um processo de eletrólise de uma solução de sulfato de cobre II, onde a peça a ser recoberta foi conectada ao cátodo. Foi utilizada uma fonte de energia com uma corrente de 2,5A. O processo durou cerca de 10min. Assinale a alternativa que apresenta a massa aproximada de cobre depositada.
(Dados: Constante de Faraday=96.500C/mol ; MM(Cu)=63,5g/mol)
a) 5g
b) 0,4g
c) 0,5g
d) 4g
Validar resposta
Gabarito explicado
Resposta:
alternativa C.
Sabendo a corrente e o tempo aplicado no processo, conseguimos calcular a carga total utilizada na eletrólise pela fórmula:
Substituindo os dados da questão (observe que o tempo precisa ser dado em segundos), temos:
Como ocorreu depósito de cobre, sabemos que esta foi a reação de redução:
Desse modo, para cada 1 mol (massa 63,5g) de íon Cu
2+
presente na solução, 2 mol de elétrons são necessários. Pela constante de Faraday, cada mol de elétrons tem carga total de 96500C. Como são necessário 2 mol de elétrons, a carga necessária é 2 . 96500C = 193000C.
Assim, podemos estabelecer uma regra de três:
Questão 6
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Gustavo Alves
Licenciado em Química pela IPEMIG e Bacharel em Química pela USP. Professor de Química e Matemática em Ensino Médio, Técnico e pré-vestibular. Experiência em edição de livros didáticos pela Editora FTD.
Como citar?
ALVES, Gustavo
.
Exercícios sobre eletrólise (com gabarito).
Toda Matéria
,
[s.d.]
.  Disponível em: https://www.todamateria.com.br/exercicios-sobre-eletrolise/. Acesso em:
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