Problema 6 de Química de la Selectivitat 2023

Setembre 2023, Sèrie 2 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.

Enunciat

6. La descarbonització del planeta és un dels grans reptes mundials per a combatre el canvi climàtic. Per a aconseguir-ho, es postula l'hidrogen com la principal alternativa als combustibles fòssils. Ara bé, per a assolir una descarbonització completa cal produir l'hidrogen d'una manera sostenible. L'anomenat hidrogen verd s'obté per electròlisi de l'aigua, això és, la descomposició de l'aigua en hidrogen i oxigen aplicant-hi un corrent elèctric, però fent servir electricitat obtinguda de fonts renovables. a) Indiqueu les semireaccions que tenen lloc en el càtode i l'ànode en un procés d'electròlisi de l'aigua. Indiqueu la reacció global. Raoneu, qualitativament, en quin dels dos elèctrodes s'alliberarà més gas a 1 atm de pressió i a 20 °C. [1,25 punts] b) Es prepara una cella electrolítica amb una solució que conté àcid sulfúric (H_2SO_4) i s'hi fa passar durant 2 h un corrent elèctric d'1,0 A. Calculeu el volum d'hidrogen produït, mesurat a 1 atm de pressió i a 20 °C. Considereu la solució suficientment àcida i que l'hidrogen es comporta idealment. [1,25 punts] DADES: Constant de Faraday: F = 9,65 imes 10^4 ext{ C mol}^{-1}. Constant universal dels gasos ideals: R = 0,082 ext{ atm L K}^{-1} ext{ mol}^{-1}.

Les imatges de l'enunciat i la solució d'aquest problema són a la web.

Veure la solució del problema