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Q2563999
Química Química Orgânica , Tipos de Reações Orgânicas: Oxidação, Redução e Polimerização. , Tipos de Reagentes e Mecanismos das Reações Orgânicas. ,
Ano: 2024 Banca: IV - UFG Órgão: IFN-MG Prova: IV - UFG - 2024 - IFN-MG - Professor EBTT - Química |
Q2563999 Química
O bafômetro, um instrumento crucial para a segurança pública, funciona através de uma célula eletroquímica utilizada para determinar o teor de álcool no sangue (TAS) de um indivíduo. Nessa célula, o etanol é oxidado, enquanto o oxigênio (O2) é reduzido, gerando uma corrente elétrica proporcional à concentração de álcool, conforme demonstrado nas semirreações abaixo: 

Semirreação de oxidação:
CH3CH2OH + H2O → CH3COOH + 4H+ + 4e-
Semirreação de redução:
O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O

Um motorista foi submetido ao teste do bafômetro e a reação no dispositivo, que ocorreu conforme descrito acima, oxidou 0,25 mol de etanol. Qual a carga elétrica em coulombs (C) transferida durante o teste? Considere a constante de Faraday como 96.485 C/mol de elétrons.
Alternativas

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Para resolver a questão proposta, precisamos entender o funcionamento do bafômetro, que utiliza uma célula eletroquímica para determinar a concentração de álcool no sangue. Na célula, ocorrem duas semirreações: a oxidação do etanol e a redução do oxigênio.

Na semirreação de oxidação, o etanol (CH3CH2OH) é convertido em ácido acético (CH3COOH), liberando 4 elétrons (4e-) por mol de etanol. Já na semirreação de redução, o oxigênio (O2) é convertido em água (H2O), consumindo 4 elétrons (4e-) por mol de oxigênio. Ambas são essenciais para o funcionamento do bafômetro.

Resumo teórico: Cada mol de etanol oxidado libera 4 mols de elétrons. A carga elétrica transferida em uma reação pode ser calculada usando a constante de Faraday, que é 96.485 C/mol de elétrons.

Para encontrar a carga elétrica total transferida quando 0,25 mol de etanol é oxidado, devemos multiplicar o número de mols de etanol pelos mols de elétrons liberados e pela constante de Faraday:

Carga elétrica = netanol × 4 × constante de Faraday

Carga elétrica = 0,25 mol × 4 × 96.485 C/mol

Carga elétrica = 96.485 C

A alternativa correta é a Alternativa E - 96.485,00 C, pois reflete o cálculo preciso da carga elétrica transferida.

Análise das alternativas incorretas:

  • A - 12.060,63 C: Considera apenas 0,25 mol de elétrons, o que está incorreto.
  • B - 24.121,25 C: Representa 0,25 mol de etanol, mas ignora que 4 mols de elétrons são liberados.
  • C - 48.242,50 C: Calcula metade do valor correto, possivelmente considerando apenas 2 mols de elétrons.
  • D - 72.363,65 C: É um valor intermediário incorreto que não está de acordo com o cálculo correto.

Para interpretar enunciados de questões como esta, é importante sempre identificar claramente as semirreações envolvidas e usar as constantes apropriadas. Evite erros comuns, como não considerar o número correto de mols de elétrons. Lembre-se de revisar conceitos de eletroquímica, o que pode ser encontrado em diversos manuais acadêmicos e livros de química.

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