Question

Sabendo-se que na água do mar existem 28% de íons Na e 56% de íons Cl, use a equação global da eletrólise e calcule a massa de gás do hidrogênio e de soda cáustica (NaOH) produzidos a partir de 1 tonelada de água do mar

Answer 1

Olá!

Na eletrólise aquosa do NaCl temos que primeiro identificar os cátions e ânions presentes:

NaCl ------> Na⁺ + Cl⁻       dissociação do NaCl

H₂O -----> 2H⁺ + OH⁻       autoionização da água

Na eletrólise da água do mar teríamos as seguintes reações:

cátodo (redução):   2H⁺ + 2e -----> H₂(g)

ânodo (oxidação):   2Cl⁻ ----------> Cl₂(g) +2e

Porém a reação global fica:

NaCl(aq) + H₂O(aq) ---------> NaOH(aq) + H₂(g) + Cl₂(g)

a)Primeiro calculando a quantidade de NaOH:

1000kg ------ 100%

x kg ----------- 28%

x= 280 kg de Na⁺ presentes na água

Como a reação é 1:1 (1 mol de Na⁺ forma 1 mol de NaOH), ao calcular quantos mols de Na⁺ estão presentes na água calculamos direto o número de mols de NaOH:

1 mol de Na ---------- 23 g                                       1 mol NaOH ----- 40 g

x mol ------------------- 280000 g                              12173,91 ----------- x g

x = 12173,91 mol de NaOH               ------->              x = 487 Kg de NaOH

b)Massa do gás hidrogênio:

1000 kg -------- 100%

x kg -------------- 56%

x = 560 kg de Cl⁻ presentes na água

Agora temos que lembrar 2 mol de Cl⁻ produz metade deste número em H₂ (pode verificar nas semi-reações da hidrólise):

1 mol Cl⁻----------- 35g                                                   1 mol H₂ -------------- 2g

x mol ---------------- 560000 g                                       8000 mols------------- x g

x = 16000 mols de Cl⁻         ------------------->                x = 16000g de H₂

Espero ter ajudado!