Colégio Planeta. MnO 4 + 8H + + 5e Mn2+ + 4H 2 O E 0 = + 1,51 Volt. SO H + + 2e SO H 2 O E 0 = +0,172 Volt.

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1 Colégio Planeta Prof.: Gilberto Lista de Química Data: 09 / 11 / 011 Lista 04 Aluno(a): Turma: Turno: Nada na vida deve ser temido, somente compreendido. Agora é hora de compreender mais para temer menos. Eletroquímica Marie Curie 01 (UDESC SC/009) O funcionamento de uma pilha de Daniell é baseado nas semirreações abaixo, cada uma representada com o respectivo potencial padrão de redução. Zn Zn Cu Cu E 0 = 0,76 V E 0 = 0,34 V Considerandose essas informações, é correto afirmar que: A) a diferença de potencial dessa pilha, em condiçõespadrão, é 0,4 V. B) o eletrodo de cobre funciona como ânodo. C) o eletrodo de cobre funciona como cátodo. D) a diferença de potencial dessa pilha, em condiçõespadrão, é 0,4 V. E) a diferença de potencial dessa pilha, em condiçõespadrão, é 1,1 V. 0 (Unimontes MG/009) Observe a pilha eletroquímica representada no esquema abaixo. MnO 4 8H 5e Mn 4H O E 0 = 1,51 Volt. SO 4 H SO 3 H O E 0 = 0,17 Volt. Assinale a afirmativa CORRETA: A) Os elétrons são transportados pela ponte salina. B) No eletrodo da semicela (a) ocorre redução do íon SO 4. C) O fluxo de elétrons parte da semicela (b) em direção à semicela (a). D) Na reação global, o íon MnO 4 reage com o íon SO 3 formando Mn e SO (PUC Camp SP/010) A palha de aço é uma liga metálica que possui 99% de ferro, em massa. Dados: potenciais padrão de eletrodo (V) Na e Na,71 Al 3 3e Al 1,66 Zn Zn 0,76 Cr 3 3e Cr 0,74 Fe Fe 0,44 Cu Cu 0, 337 I I 0,54 Cl Cl 1,36 Para oxidar esse metal, basta colocar a palha de aço em contato com uma solução aquosa 1 mol L 1, a 5 ºC, de: A) ZnI B) AlI 3 C) NaCl D) CrCl 3 E) CuCl A equação global da pilha é Al 3Cu Al 3 3Cu, e seu potencial é igual a,00v, em condições padrões. Sobre o seu funcionamento, podese afirmar que A) a concentração de íons Cu aumenta, na solução em que está o cátodo. B) a remoção de parte do eletrodo de alumínio altera o potencial da pilha. C) a adição de Cu à meia pilha do cobre não altera o potencial. D) a massa do eletrodo de Al aumenta no decorrer da reação. 03 (UFV MG/009) Considere a cela eletroquímica abaixo, formada pelas semicelas (a) e (b) interligadas por uma ponte salina e eletrodos inertes de platina. A semicela (a) contém solução de Na SO 3 1,0 mol L 1, enquanto que a semicela (b) contém solução de KMnO 4 1,0 mol L 1 em H SO 4 1,0 mol L 1. As semireações e os respectivos potenciais de eletrodo são: 05 (FMJ SP/010) A figura mostra uma pilha formada com os eletrodos X e Y. Dadas as semireações de redução: Cu e Cu Eº = 0,34 V e Eº = 0,6 V Mg e Mg Eº =,37 V Zn e Zn Eº= 0,76 V Dentre as diferentes pilhas possíveis, aquela em que X é o eletrodo de zinco e que apresenta maior diferença de potencial tem Eº igual a A) 3,13 V. B),63 V. C) 1,61 V. D) 1,10 V. E) 1,0 V.

2 06 (UEL PR/010) Leia o texto a seguir: Será lançado na próxima quartafeira, 1º de julho, em São Bernardo do Campo (SP), o primeiro ônibus brasileiro a hidrogênio. [...] O projeto Ônibus Brasileiro à Célula Combustível a Hidrogênio é o ponto de partida para o desenvolvimento de uma solução mais limpa para o transporte público urbano no Brasil. (Disponível em: < 8 junho, 009.> Acesso em: 19 out. 009.) Quanto aos processos químicos envolvidos na produção de energia elétrica em células de combustíveis a partir do oxigênio e do hidrogênio, é correto afirmar: A) O estado de oxidação do oxigênio aumenta de zero para B) A equação balanceada para o processo global é H O H O C) O oxigênio é um agente redutor e o hidrogênio um oxidante. D) O hidrogênio é reduzido conforme a semireação H H e E) A reação que ocorre no cátodo é: 1/ O H H O 08. Para gerar uma maior ddp (diferença de potencial), seria necessário construir uma bateria contendo células combustíveis arranjadas em série. 16. Na célula combustível, os elétrons fluem do polo negativo para o polo positivo. 3. O catalisador acelera as reações químicas entre o oxigênio e o hidrogênio. 64. O hidrogênio é o comburente e necessita estar armazenado; o oxigênio é o combustível e vem do ar atmosférico. 09 (UFSCAR SP/008) Uma tecnologia promissora para a redução do uso de combustíveis fósseis como fonte de energia são as células de combustível, nas quais os reagentes são convertidos em produtos através de processos eletroquímicos, com produção de energia elétrica, que pode ser armazenada ou utilizada diretamente. A figura apresenta o esquema de uma célula de combustível formada por duas câmaras dotadas de catalisadores adequados, onde ocorrem as semireações envolvidas no processo. 07 (UFMG/010) As células a combustível constituem uma importante alternativa para a geração de energia limpa. Quando o combustível utilizado é o hidrogênio, o único produto da reação é o vapor de água. Nesse caso, as semirreações que ocorrem são: H H e O 4 H 4 e H O Considerandose essas informações, é CORRETO afirmar que a equação da reação global do processo descrito é A) H 1/ O H O B) H 1/ O H O C) 1/ H 1/ O H e H O D) H 1/ O H O 08 (UFSC/010) Uma célula combustível é um dispositivo eletroquímico constituído por dois eletrodos, denominados de cátodo e ânodo, sendo capaz de gerar eletricidade a partir de um combustível e de um 1 comburente, segundo a reação global: H(g) O (g) HO(l). Igualmente, todas as células têm um eletrólito, onde ocorre o transporte dos íons produzidos, e uma fina camada de catalisador normalmente de platina ou de níquel que recobre o eletrodo. O diagrama a seguir representa uma célula combustível de hidrogênio. Assinale a proposição(ões) CORRETA(S). 01. Em uma célula de combustível de hidrogênio, o hidrogênio sofre redução e o oxigênio oxidação. 0. No ânodo, polo positivo, ocorre redução do hidrogênio. 04. O potencial gerado por uma célula combustível é negativo, assim podemos considerar que ocorre uma reação espontânea. O contato elétrico entre as duas câmaras se dá através de uma membrana permeável a íons H o e do circuito elétrico externo, por onde os elétrons fluem e acionam, no exemplo da figura, um motor elétrico. Comparandose um motor a explosão com outro movido a eletricidade gerada por uma célula de combustível, ambos utilizando etanol, os produtos finais serão os mesmos CO e H O, mas a eficiência da célula de combustível é maior, além de operar em temperaturas mais baixas. A) Sabendo que no processo estão envolvidos, além de reagentes e produtos finais, a água, íons H o e elétrons, escreva as equações químicas balanceadas para as semireações que ocorrem em cada câmara da célula de combustível apresentada na figura. B) Determine o sentido do fluxo de elétrons pelo circuito elétrico externo (motor elétrico). Justifique sua resposta. 10 (FUVEST SP/008) 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 semireações que representam os eletrodos são: Pd Pd 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 e durante o funcionamento da pilha? Explique. C) Os dados da tabela abaixo sugerem que o princípio de Le Châtelier se aplica à reação química que acontece nessa pilha. Explique por quê. Experimento A B C [Pd 1 1 ]/ moll 0,100 [ ]/ moll 0,100 E diferença de potencial elétrico E / V 1,7 1,4 1,1

3 11 (UFES/008) Considere as seguintes semireações a 5 ºC: I. Fe 3 3e Fe Eº = 0,04V II. III. Fe Fe Eº = 0,44V O (g) HO(l) 4e 4OH E º = 1,3V onde Eº (em volts) é o potencial padrão de redução. A) Sabendo que a relação entre a variação na energia livre de Gibbs ( Gº ) e Eº é dada pela expressão Gº = nfeº, onde n e F são, respectivamente, o número de mols de elétrons e a constante de Faraday, calcule o Eº para a reação 3 Fe Fe e. Dado: F = C.mol 1 B) Escreva a equação balanceada da oxidação do Fe para Fe 3 na presença de água e oxigênio. Calcule o Eº dessa reação. C) Com base nos resultados encontrados nos itens A e B, preveja em que condições o Fe sofre oxidação espontânea para Fe 3. Justifique a sua resposta. 1 (UEM PR/010) Na eletrólise de uma solução aquosa de AgF, usando eletrodos inertes, fazse passar uma corrente elétrica de 4,46 ampères durante 100 segundos, o que leva à formação de prata metálica e gás oxigênio. Considerando essas afirmações e as semirreações abaixo, com seus respectivos potenciais padrão de redução, assinale o que for correto. (Dados: constante de Faraday = 96500C/mol.) Ag e Ag E o red = 0,80 V O (g) 4H 4e H O(l) E o red = 1,3 V 01. A semirreação de redução, que ocorre no cátodo é Ag e Ag. 0. A semirreação de oxidação, que ocorre no ânodo é H O(l) O (g) 4H 4e. 04. Para que a eletrólise ocorra é necessário aplicar uma voltagem superior a 0,43 V. 08. Será produzido no cátodo, aproximadamente, 0,05 g de Ag. 16. Se a corrente for aumentada para 44,6 ampères, a quantidade de Ag será dez vezes maior. 13 (UNESP SP/010) A pilha esquematizada, de resistência desprezível, foi construída usandose, como eletrodos, uma lâmina de cobre mergulhada em solução aquosa, contendo íons Cu (1mol.L 1 ) e uma lâmina de zinco mergulhada em solução aquosa contendo íons Zn (1mol.L 1 ). Além da pilha, cuja diferença de potencial é igual a 1,1 volts, o circuito é constituído por uma lâmpada pequena e uma chave interruptora Ch. Com a chave fechada, o eletrodo de cobre teve um incremento de massa de 63,5 µ g após 193s. Dados: P = U.i Carga de um mol de elétrons = C Massas molares (g.mol 1 ): Zn = 65,4; Cu = 63,5 Cu e Cu Zn e Zn Considerando que a corrente elétrica se manteve constante nesse intervalo de tempo, a potência dissipada pela lâmpada nesse período foi de: A) 1,1 mw. B) 1,1 W. C) 0,55 mw. D) W. E) 0, mw. 14 (UFMS/010) Sabendose que, num sistema eletroquímico, a carga Q (Coulombs) é obtida pelo produto da corrente i (Ampere) pelo tempo t (segundos), e que a passagem de 1 mol de elétrons numa galvanoplastia produz 1 Faraday de carga (96500 Coulombs), calcule a massa de prata metálica, em gramas, que será depositada no catodo, pela passagem de 19,3 A de corrente, durante 1 hora 3 minutos e 0 segundos, numa solução aquosa contendo íons Ag. 15 (UNIFOR CE/010) A manutenção de tubulações, tanques de estocagem e estruturas metálicas exige um combate constante contra a corrosão do aço. A forma mais simples é a pintura. Outro método empregado de menor custo e mão de obra, é a proteção catódica. O objeto de ferro a ser protegido é conectado a um bloco de um metal ativo, o anodo de sacrifício, diretamente ou por meio de um fio. Enquanto o metal ativo durar, o ferro é protegido. Com base nos dados tabelados a seguir Mg Zn Fe Cu Meia reação e Mg Zn Fe Cu Eº (volt),37 0,76 0,44 0,6 0,34 podese prever que são anodos de sacrifício adequados: A) Magnésio apenas. B) Cobre apenas. C) Cobre e níquel apenas. D) Magnésio e zinco apenas. E) Cobre, níquel e zinco apenas. 16 (UFG GO/010) Baterias de níquelhidreto metálico, MH, são empregadas em aparelhos eletrônicos como telefones, máquinas fotográficas etc. Considere que a reação global desse tipo de bateria seja MH O(OH) M (OH) com uma diferença de potencial de saída de 1,35 V. Teoricamente, a tensão mínima, em volts, que se deve aplicar para recarregar essa bateria é de: A) 0,5 B) 1,0 C) 0,5 D) 1,0 E) 1,5 17 (Unimontes MG/010) O alumínio metálico é produzido através da eletrólise ígnea, usando o óxido de alumínio (Al O 3 ), também conhecido por alumina, e a criolita que atua como fundente. Relacionando o processo de fabricação do alumínio com as propriedades químicas e físicas da alumina, é INCORRETO afirmar que

4 A) os íons Al 3 e O da rede cristalina são liberados na eletrólise ígnea. B) o ponto de fusão do óxido de alumínio é característico de sólido iônico. C) as partículas presentes na alumina estão unidas por forças eletrostáticas. D) o óxido de alumínio apresenta condutividade iônica no estado sólido. 0 (UFPB/010) A corrosão é uma preocupação nos projetos envolvendo transporte de petróleo via oleodutos (tubulações de aço). Uma forma de prevenir a corrosão dessas tubulações é conectar a elas uma barra de metal que se oxida mais facilmente que o aço, a qual funciona como eletrodo de sacrifício. No esquema a seguir, o metal do eletrodo de sacrifício é o magnésio. 18 (FUVEST SP/009) Água pode ser eletrolisada com a finalidade de se demonstrar sua composição. A figura representa uma aparelhagem em que foi feita a eletrólise da água, usando eletrodos inertes de platina. A) Nesse experimento, para que ocorra a eletrólise da água, o que deve ser adicionado, inicialmente, à água contida no recipiente IV? Justifique. B) Dê as fórmulas moleculares das substâncias recolhidas, respectivamente, nos tubos II e III. C) Qual a relação estequiométrica entre as quantidades de matéria (mols) recolhidas em II e III? D) Escreva a equação balanceada que representa a semireação que ocorre no eletrodo (anodo) inserido no tubo III. 19 (UFG GO/008) Considere o sistema, a seguir, que é constituído de água contendo uma pequena quantidade de um eletrólito, juntamente com as semiequações e os respectivos potenciais padrão de redução: ( ) ( ) ( ) 0 ( ) ( ) = O g H aq e H O l E, = 1 9 V H aq e H g E 0 V Considerando essas informações, é correto afirmar: A) O magnésio é o anodo, que recebe o fluxo de elétrons. B) O magnésio é o anodo, de onde sai o fluxo de elétrons. C) O magnésio é o catodo, de onde sai o fluxo de elétrons. D) A tubulação de aço é o anodo, que recebe o fluxo de elétrons. E) A tubulação de aço é o catodo, de onde sai o fluxo de elétrons TEXTO: Comum à questão: 1 Jeremy cholson, ao estudar a absorção do cádmio, um metal que provoca câncer, pelas células vermelhas do sangue, observou os metabólitos assinaturas de todas as reações químicas que ocorrem no organismo. Descobriu, também, que os microorganismos do intestino representam um papel crucial na saúde e nas doenças humanas. Em suas pesquisas, ele combina os metabólitos com bactérias específicas. Isso, porém, só foi possível recentemente, pois as bactérias só sobrevivem em ambientes altamente ácidos e livres de oxigênio. As novas tecnologias de seqüenciamento de DNA possibilitam a identificação das cerca de mil espécies de bactérias do intestino, permitindo o lançamento de um projeto com a meta de descrever completamente a flora intestinal humana. (Adaptado de Jeremy cholson. Scientific American. Brasil. Agosto, 007) 1 (PUC Camp SP/009) Considere a seguinte tabela de potenciais padrão de redução: Ao se conectar uma bateria que forneça tensão suficiente, observase a formação de bolhas na superfície de cada um dos eletrodos. Considerando a situação. A) escreva a equação (ões) que representa(m) o produto formado em cada eletrodo; B) explique por que o ph resultante em um dos tubos é acido e no outro, neutro; C) explique como identificar, visualmente, qual o produto formado em cada tubo. TEXTO: 1 Comum à questão: 0 Semireações Al Fe Cd Co H 3 3e Al Fe Cd Co 1 H Eº (V) 1, 67 0,44 0,40 0, 8 0,00 Gigantes reservas de petróleo foram encontradas recentemente no Brasil. Essas reservas situamse em regiões de grandes profundidades em águas oceânicas e abaixo de uma camada de sal, por isso, denominadas de présal. Com a exploração dessas reservas, o Brasil aumentará significativamente a produção de petróleo. Após a extração, o petróleo é transportado até as refinarias, onde passará por uma série de processos de purificação denominada de refino, em que o petróleo entra na fornalha, é aquecido e segue para a torre de destilação, onde serão separadas as diversas frações. O metal cádmio, apesar de ser cancerígeno, é utilizado como revestimento de certos parafusos. Das espécies químicas da tabela, promoverá a oxidação desse metal, SOMENTE, A) Al 3 e Fe B) Fe e Co C) Fe e H D) Co e Al 3 E) Co e H

5 GABARITO: 1) Gab: C ) Gab: C 3) Gab: D 4) Gab: E 5) Gab: D 6) Gab: E 7) Gab: D 8) Gab: 56 9) Gab: A) As semireações de eletrodo e a equação global são: pólo positivo: cátodo O(g) 4H 4e H redução O(l) pólo negativo: ânodo C H5OH(l) 3HO(l) 1H CO(g) 1e oxidação equação global: C H5OH(l) 3O(g) CO(g) 3HO(l) B) Numa pilha o sentido de fluxo de elétrons, pelo circuito externo, é do pólo negativo (perda de elétrons) para o pólo positivo (ganho de elétrons). 10) Gab: A) As semireações e a equação global da pilha níquelpaládio são: pólo positivo: redução Pd Pd cátodo pólo negativo: oxidação ânodo equação global: Pd Pd B) Durante o funcionamento da pilha, a concentração de Pd diminui (reagente) e a concentração de aumenta (produto). C) Analisandose os dados tabelados, notase que a diminuição da concentração molar de (produto) faz com que a diferença de potencial aumente em relação ao valor padrão (1,4 V). Em contrapartida, a diminuição da concentração molar de Pd (reagente) diminui a diferença de potencial da pilha. Isto está de acordo com o Princípio de Le Chatelier, uma vez que a diminuição da concentração de um produto desloca o equilíbrio no sentido direto (aumento do potencial) e a diminuição da concentração de um reagente desloca o equilíbrio no sentido inverso (diminuição do potencial). 11) Gab: A) Eº = 0,76 V B) 4 Fe 3 O (g) 6H O(l) 4 Fe 3 1 OH E º = 1,7V C) Resultado encontrado em A : Eº = 0,76V. E º < 0; Gº > 0 Processo não espontâneo. 1) Gab: 3 13) Gab: A 14) Gab: ) Gab: D 16) Gab: E 17) Gab: D Resultado encontrado em B : Eº = 1,7V. E º > 0; Gº < 0 Processo espontâneo. Portanto, o Fe sofre oxidação espontânea para Fe 3 nas condições do item B, ou seja, na presença de água e oxigênio. 18) Gab: A) Para haver condução de corrente elétrica em solução aquosa, é necessária a presença de íons livres na solução. No caso, para fazermos a eletrólise da água, devemos adicionar no recipiente IV um eletrólito. O cátion desse eletrólito deve apresentar potencial de redução menor que o da H O (exemplos: alcalino, alcalinoterroso e alumínio, como Na, K, Ca, ) e o ânion deve apresentar potencial de oxidação menor que o da H O (exemplos: F e ânions oxigenados, como SO 4, NO 3, ClO 3, ). Como exemplos, podemos citar: H SO 4 (diluído), NaNO 3, KF: HSO4 H SO4 NaNO3 Na NO3 HF K F B) No cátodo (II), ocorre redução da água de acordo com a equação da reação: HO(l) H (g) OH No ânodo (III), ocorre oxidação da água: H O(l) H 1/ O (g) As fórmulas das substâncias recolhidas nos tubos II e III são, respectivamente, H e O. C) A equação global que representa a reação da eletrólise da água e: H O H 1/O 1 mol 0,5 mol A proporção em mols de H e O formados e de 1 mol para 0,5 mol. Proporção : 1 D) 19) Gab: H O(l) H 1/ O (g) A) cátodo: H H (g) ânodo: H O(l) O(g) 4H 4e B) No cátodo, o meio será neutro, uma vez que o H é reduzido. No ânodo, o meio será ácido devido à produção de H. C) Quando água é eletrolisada para produzir hidrogênio e oxigênio gasosos, a estequiometria da reação é de dois mols de água produzindo um mol de oxigênio e dois mols de hidrogênio, como representado a seguir: H O(l) 1O (g) H (g) 0) Gab: B 1) Gab: E Logo, no tubo onde o oxigênio é produzido, o nível da água, em seu interior, estará mais elevado.