Questão 35 - 1ª Fase - Einstein 2026

O gás hidrogênio $\left({\mathrm{H}}_2\right)$ e o gás oxigênio $\left({\mathrm{O}}_2\right)$ podem ser obtidos a partir da eletrólise da água com uso de uma tecnologia que emprega um eletrolisador com diafragma umedecido com solução de hidróxido de potássio (KOH), denominada hidrólise alcalina da água. A figura representa o esquema desse eletrolisador.

(Shiva Kumar Sampangi e Vurimindi Himabindu. Materials Science for Energy Technologies, 2019. Adaptado.)

As semirreações de redução e os potenciais padrão de redução $\left({\mathrm{E}}^0\right)$ das espécies envolvidas nessa eletrólise são:

$$\begin{gathered} {\mathrm{O}}_2 \left(\mathrm{g}\right) + 2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \left(\mathcal{l}\right) + 4{\mathrm{e}}^{–} \to 4{\mathrm{OH}}^{–} \left(\mathrm{aq}\right) {\mathrm{E}}^0 = +0,40 \mathrm{V} \\ 2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \left(\mathcal{l}\right) + 2{\mathrm{e}}^{–} \to {\mathrm{H}}_2 \left(\mathrm{g}\right) + 2{\mathrm{OH}}^{–} \left(\mathrm{aq}\right) {\mathrm{E}}^0 = –0,83 \mathrm{V} \end{gathered}$$

Nesse processo eletrolítico, o gás que é recolhido no cátodo e o valor do potencial teórico mínimo que deve ser aplicado entre os terminais elétricos desse eletrolisador para seu funcionamento são, respectivamente,