Assunto: Eletroquímica Folha 4.1 Prof.: João Roberto Mazzei

Transcrição

1 01. (UEL 2009) A clássica célula galvânica ou pilha de Daniel é representada por: Zn (s) / Zn +2 (aq) / / Cu +2 (aq) / Cu (s) No laboratório de uma escola, o professor e seus alunos fizeram duas alterações nesta pilha. A primeira foi substituir o eletrodo de zinco por alumínio e a segunda foi substituir o eletrodo de zinco por níquel. A concentração dos íons nas células foi 1 mol/l. Elemento Zinco Cobre Alumínio Níquel Potencial de redução (25 C, 1 atm) - 0,76 V + 0,34 V - 1,66 V - 0,25 V Com base nos dados anteriores e nos conhecimentos sobre o assunto, considere as afirmativas a seguir. I. A pilha de Daniel gera maior energia que a pilha de Al/Cu. II. A quantidade de elétrons transferidos na pilha de Daniel é menor que na pilha Al/Cu. III. Nas três pilhas, o eletrodo de cobre é o que recebe elétrons. IV. Entre as três pilhas, a pilha de Ni/Cu é a que gera a menor energia. Assinale a alternativa CORRETA. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas I e III são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 02. (UFRS 2008) Considere os seguintes dados eletroquímicos. Ag + (aq) + e Ag (s) E 0 = + 0,80 V Cu 2+ (aq) + 2e Cu (s) E 0 = + 0,34 V Um estudante realizou experimentos mergulhando placas metálicas em tubos de ensaio contendo diferentes soluções aquosas, como indicado no quadro a seguir.

2 Com base no exposto, é CORRETO afirmar que ocorre deposição de metal sobre a placa metálica apenas a) no tubo 2. b) no tubo 3. c) nos tubos 1 e 2. d) nos tubos 1 e 3. e) nos tubos 2 e (UERJ 2009) Alguns animais, como o peixe elétrico, conseguem gerar corrente elétrica pela simples migração de íons de metais alcalinos através de uma membrana. O órgão elétrico desse peixe é formado por células chamadas de eletroplacas, que são similares às musculares, mas não se contraem. Essas células são discos achatados, nos quais uma das superfícies é inervada por terminações nervosas colinérgicas. Quando estimuladas, apenas a superfície inervada é despolarizada. Milhares de eletroplacas empilham-se em série formando conjuntos que, por sua vez, se dispõem em paralelo. O esquema a seguir, representando esses conjuntos, detalha também a estrutura básica da eletroplaca e mostra os potenciais de repouso da membrana e a sua inversão na face inervada, quando o nervo é estimulado.

3 Como também ocorre na célula muscular, a inversão do potencial da superfície inervada da eletroplaca é consequência da rápida difusão para o interior dessa célula do seguinte íon: a) K + b) Na + c) Ca ++ d) Mg (UEG 2009) Uma solução de 1 mol L 1 de Cu(NO 3) é colocada em uma proveta com uma lâmina de cobre metálico. Outra solução de 1 mol L 1 de SnSO 4 é colocada em uma segunda proveta com uma lâmina de estanho metálico. Os dois eletrodos metálicos são conectados por fios a um voltímetro, enquanto as duas provetas são conectadas por uma ponte salina. Considerando os potenciais-padrão de redução listados a seguir, responda ao que se pede. Cu +2 (aq) + 2e Cu (s) E 0 = + 0,337 V Sn +2 (aq) + 2e Sn (s) E 0 = - 0,140 V a) Dê o potencial registrado no voltímetro, justificando sua resposta. b) Escreva a equação que representa o processo que ocorre nesse sistema e, em seguida, aponte o eletrodo que ganhará e aquele que perderá massa no decorrer da reação. 05. (UFRRJ 2008) "O que é feito com as baterias usadas de celular? Quase nada - cerca de 1 % - vai para a reciclagem, graças aos poucos consumidores que depositam as baterias usadas nos escassos postos de coleta apropriados." HAKIME, Raphael. Lixo telefônico. In: "Revista Superinteressante", edição 243, setembro, A qualidade de vida das futuras gerações depende de cuidados que as pessoas devem ter no presente. Um exemplo é a forma como são descartadas as pilhas e baterias. As baterias de celulares são pilhas de níquel-cádmio, que são muito fáceis de serem recarregadas. O ânodo desta pilha é constituído de cádmio metálico (Cd), o cátodo apresenta óxido de níquel IV (NiO 2) e o eletrólito é uma solução de hidróxido de potássio (KOH). Dados: Cd(OH) 2(s) + 2e Cd (s) + 2OH (aq) NiO 2(s) + 2H 2O + 2e Ni(OH) 2 (s) + 2OH (aq) a) Quais são os agentes redutor e oxidante existentes nessa pilha? b) Qual é a reação global dessa pilha?

4 06. (FUVEST 2008) Foi montada uma pilha em que o pólo positivo era constituído por um bastão de paládio, mergulhado numa solução de cloreto de paládio, e o pólo negativo, por um bastão de níquel, mergulhado numa solução de sulfato de níquel. As semi-reações que representam os eletrodos são: Pd e Pd Ni e Ni a) Escreva a equação que representa a reação química que ocorre quando a pilha está funcionando (sentido espontâneo). b) O que acontece com as concentrações de Pd 2+ e Ni 2+ durante o funcionamento da pilha? Explique. c) Os dados da tabela a seguir sugerem que o princípio de Le Chatelier se aplica à reação química que acontece nessa pilha. Explique por quê. E = diferença de potencial elétrico 07. (UFRS 2006) Considere as seguintes semi-reações, com seus respectivos potenciais de redução. Cd e Cd E 0 = -0,40 V Ni e Ni E 0 = -0,25 V O desenho a seguir representa um sistema que pode envolver algumas das espécies químicas referidas acima.

5 Assinale a alternativa que descreve corretamente uma situação que esse sistema pode apresentar. a) A lâmina de cádmio não sofre corrosão. b) Ocorre diminuição da concentração de cátions na solução. c) Ocorre deposição de níquel na superfície do cádmio. d) A reação que ocorre é Ni + Cd 2+ Ni 2+ + Cd. e) Não ocorre reação, pois os dois metais apresentam potencial negativo. 08. (UFRJ 2006) Plataformas de petróleo, navios e outras estruturas metálicas que ficam em contato permanente com a água do mar estão sempre sujeitas à corrosão. Uma das formas utilizadas para proteger estruturas de aço submersas consiste em prender uma placa de metal na estrutura, conforme ilustra a figura a seguir. Utilizando o conceito de pilha e os potenciais de redução dados, identifique o metal que pode ser usado na placa, representando a pilha formada. Considere que a estrutura do aço não sofre corrosão. 09. (UFRRJ 2005) A pilha esquematizada abaixo possui nos eletrodos A e B duas placas metálicas M e M mergulhadas, respectivamente, em suas soluções.

6 Com base nos potenciais de redução indicados para cada eletrodo, é correto afirmar que a) o eletrodo A é o catodo. b) a oxidação ocorre no eletrodo B. c) a redução ocorre no eletrodo A. d) o eletrodo B é o anodo. e) a redução ocorre no eletrodo B. 10. (UFPE 2005) Podemos dizer que, na célula eletroquímica Mg (s) Mg 2+ (aq) Fe 2+ (aq) Fe (s): a) o magnésio sofre redução. b) o ferro é o ânodo. c) os elétrons fluem, pelo circuito externo, do magnésio para o ferro. d) há dissolução do eletrodo de ferro. e) a concentração da solução de Mg 2+ diminui com o tempo. GABARITO: 01. [E] 02. [B] 03. [B] 04. PADRÃO DE RESPOSTA:

7 a) Uma reação eletroquímica ocorrerá espontaneamente na direção em que resultar um potencial global da reação positivo. Como pode ser visto na figura, o potencial de redução do íon Cu +2 é maior que o potencial de redução do íon Sn +2. Espera-se, portanto, que Cu +2 sofra redução e Sn se oxide. Logo, a reação de redução do Sn +2 deve ser invertida para o cálculo do potencial da reação, como mostrado a seguir: Cu e Cu E 0 = + 0,337 V Sn Sn e E 0 = + 0,140 V Cu +2 + Sn Cu + Sn +2 E 0 = + 0,477 V 05. PADRÃO DE RESPOSTA: a) Agente redutor - Cd (s) Agente oxidante NiO 2(s) b) Cd(s) + 2OH (aq) Cd(OH) 2(s) + 2e NiO 2(s) + 2H 2O + 2e Ni(OH) 2(s) + 2OH (aq) Cd (s) + NiO 2(s) + 2H 2O Cd(OH) 2(s) + Ni(OH) 2(s) 06. PADRÃO DE RESPOSTA: a) Pd 2+ (aq) + Ni (s) Pd (s) + Ni 2+ (aq) b) Os íons Pd 2+ sofrem redução, conseqüentemente, a sua concentração diminui. Verificamos que o bastão de Ni (s) sofre oxidação, pois o níquel transforma-se em Ni 2+ (aq), ou seja, a concentração desse cátion aumenta na solução. c) Ao analisarmos os experimentos A e B, percebemos que a concentração de Pd 2+ é constante e a concentração de Ni 2+ aumenta. O equilíbrio é deslocado para a esquerda: Pd 2+ (aq) + Ni (s) Pd (s) + Ni 2+ (aq) 07. [C] 08. PADRÃO DE RESPOSTA:

8 Zn 0 (s)/zn 2+ (aq)//h + (aq)/h 2(aq) 09. [E] 10. [C]