A eletrólise da água é uma maneira direta de obter hidrogêni...

A) Para um dado tempo de eletrólise, os volumes de gás hidrogênio e de gás oxigênio produzidos são iguais. INCORRETA. Durante a eletrólise da água, a relação estequiométrica entre H₂ e O₂ produzidos é de 2:1. As reações são:

• No cátodo: 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻
• No ânodo: 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻
• Reação global: 2H₂O → 2H₂ + O₂

Portanto, para cada mol de O₂ produzido, são gerados 2 mols de H₂, o que significa que o volume de H₂ será o dobro do volume de O₂ (considerando condições iguais de temperatura e pressão).

B) Nas células eletrolítica, a corrente elétrica é aplicada de fora para dentro, assim a direção do fluxo de elétrons é do cátodo para o ânodo, a fim de forçar a reação não espontânea.

INCORRETA. Nas células eletrolíticas, a corrente elétrica é aplicada externamente, mas o fluxo de elétrons é do ânodo para o cátodo (não do cátodo para o ânodo). A fonte externa de energia força os elétrons a saírem do eletrodo positivo (ânodo da fonte) e entrarem no cátodo da célula eletrolítica, onde ocorre a redução.

C) No ânodo ocorre a oxidação da água com produção de gás oxigênio e íons H+, no cátodo ocorre a redução dos íons H+ com produção de gás hidrogênio e o potencial padrão da reação é -1,23 V.

• - Reação no ânodo (oxidação): 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ Reação no cátodo (redução): 2H⁺ + 2e⁻ → H₂

O potencial padrão para a eletrólise da água é -1,23 V, que é o negativo do potencial padrão para a formação de água a partir de H₂ e O₂ (+1,23 V). O sinal negativo indica que a reação é não espontânea e requer energia elétrica para ocorrer.

D) O cloreto de sódio pode ser indicado como eletrólito na eletrólise ácida da água para a produção de H₂ e O₂ na célula eletrolítica.

- No ânodo: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻ Isso acontece porque o potencial padrão para a oxidação do cloreto é menor que o da água, tornando essa reação mais favorável.

E) O ácido iodídrico pode ser indicado como eletrólito na eletrólise ácida da água para a produção de H₂ e O₂ na célula eletrolítica.

INCORRETA. Semelhante ao caso do NaCl, quando o HI (ácido iodídrico) é usado como eletrólito, os íons I⁻ são preferencialmente oxidados no ânodo em vez da água, produzindo I₂ (iodo molecular) em vez de O₂, devido ao potencial de oxidação mais favorável do íon iodeto comparado ao da água.

Portanto, a alternativa correta é a C.