Albert Einstein 2019: Uma equipe de cientistas chineses sintetizou materiais piroelétricos, que usam a diferença normal de temperatura

Albert Einstein 2019: Uma equipe de cientistas chineses sintetizou materiais piroelétricos, que usam a diferença normal de temperatura entre...

Albert Einstein 2019: Uma equipe de cientistas chineses sintetizou materiais piroelétricos, que usam a diferença normal de temperatura entre dias e noites para produzir hidrogênio, um combustível limpo por excelência, a partir da quebra da molécula de água.

Material piroelétrico é um tipo de material que pode gerar cargas elétricas sobre duas superfícies polarizadas opostamente em decorrência de mudanças de temperatura. Essas cargas elétricas podem ser transferidas para outras espécies químicas, como o íon H⁺ proveniente da dissociação da água, catalisando processos de óxido-redução.

Um desses materiais chama-se titanato de estrôncio e bário e é representado pela fórmula Ba0,7Sr0,3TiO3. Embora a produção de hidrogênio esteja em uma escala de demonstração de laboratório, com a produção de apenas 1,3 micromol de hidrogênio gasoso por grama de catalisador a cada ciclo dia/noite, o experimento demonstra um novo caminho a seguir, uma rota ecológica e potencialmente eficiente.

(www.inovacaotecnologica.com.br. Adaptado.)

a) Escreva a equação química da semirreação que representa a formação de hidrogênio gasoso a partir de íons H⁺(aq). Por que o hidrogênio é considerado um combustível “limpo por excelência”?

b) Examine a fórmula do titanato de bário e estrôncio e considere que os números de oxidação dos elementos bário, estrôncio e oxigênio são, respectivamente, +2, +2 e –2. Calcule o número de oxidação do elemento titânio nesse material. Sabendo que a constante de Faraday é igual a 96500 C/mol, determine a quantidade de carga elétrica, em coulomb, necessária para gerar a quantidade mencionada de hidrogênio gasoso por grama de catalisador a cada ciclo dia/noite.

QUESTÃO ANTERIOR:
- Albert Einstein 2019: A figura ilustra células, com diferentes morfologias, localizadas em certas regiões de um néfron e no ducto coletor existente no rim humano. Essas regiões estão indicadas de 1 a 4 na figura.

RESOLUÇÃO:
a) 2H⁺ (aq) + 2eˉ → H2 (g)
O hidrogênio é considerado um combustível “limpo por excelência”, pois a sua combustão produz água (substância não poluente).
2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O (l)

     2+        2+        x 2–
b) Ba0,7Sr0,3TiO3
0,7 (+ 2) + 0,3 (+ 2) + x + 3 (– 2) = 0
+ 1,4 + 0,6 + x – 6 = 0
x = + 4

Número de oxidação do Ti = + 4
2 H⁺ (aq) + 2 eˉ → H2 (g)
2.96500C ––––– 1 mol
x ––––– 1,3 . 10ˉ⁶ mol
x = 0,25 C

PRÓXIMA QUESTÃO:
- Albert Einstein 2019: Um garoto, em cima de uma plataforma para saltos ornamentais, a 6 m de altura em relação ao nível da água da piscina, chuta uma bola com velocidade inicial de 8 m/s inclinada em 45º com a horizontal.