QUÍMICA - 2 o ANO MÓDULO 29 ELETROQUÍMICA - EXERCÍCIOS
1) (PUC) Considerando 1 F = 96.500 C (quantidade de eletricidade relativa a 1 mol de elétrons), na eletrólise ígnea do cloreto de alumínio, AlCl 3, a quantidade de eletricidade, em Coulomb, necessária para produzir 21,6g de alumínio metálico é igual a: a a) 61.760 C d) 308.800 C f a b) 154.400 C e) 386.000 C c) 231.600 C
2) (UFPA) Um experimento foi realizado utilizando mostrado na figura abaixo. Na célula 1 apresentam dois eletrodos de Ag imersos em uma solução aquosa de AgNO 3. Na célula 2 apresentam-se dois eletrodos de Cu imersos em uma solução aquosa de CuSO 4. Após o fechamento da chave S, por um certo período de tempo, a massa do cátodo de Ag teve um aumento de 2,160 g. S Ag Ag Cu Cu 1 2 solução AgNO 3 solução CuSO 4 O aumento esperado para a massa do cátodo de Cu é de: a) 1,270 g d) 1,080 g b) 0,635 g e) 0,000 g c) 2,160 g
ixação ) (UERJ) Em uma célula eletrolítica, com eletrodos inertes, uma corrente de 1,00 A passa por ma solução aquosa de cloreto de ferro, produzindo Fe (s) e Cl 2(g). p Admita que 2,80g de ferro são depositados no cátodo, quando a célula funciona por 160min 0s. d Determine a fórmula do cloreto de ferro utilizado na preparação da solução originalmente a letrolisada e escreva a equação eletroquímica que representa a descarga ocorrida no ânodo. b c
4) (UFF) O cloro pode ser produzido pela eletrólise ígnea do cloreto de zinco (ZnCl 2 ) à temperatura de 17 o C e sob pressão de 1.0 atm. Sabendo-se que uma corrente de 5A passa pela célula durante 10 horas, informe por meio de cálculos: a) o número de Coulombs envolvidos no processo. b) a massa de Cl 2, em grama, produzida na reação. c) o volume de Cl 2 produzido nas condições apresentadas.
ixação F ) (UNIRIO) As baterias dos automóveis são usadas para fornecer energia ao motor do veículo que, uma 6 ez em movimento, recarrega a bateria com corrente oriunda do alternador do carro. O fenômeno que d corre em um dos eletrodos da bateria de chumbo é exemplificado pela semirreação: e = Pb(s) + SO PbSO + e 4 (aq) 4(s) 2e- d Considere que a bateria tem uma corrente de 2,0 ampères, e o eletrodo de Pb pese 414 a ramas. Calcule o tempo, em segundos, que a corrente irá circular pelo eletrodo antes que ( ste se consuma totalmente. ado: Pb = 207 u; 1 F = 96.500 C e b c u D
ixação ) (UNICAMP) Ao contrário do que muitos pensam, a medalha de ouro da Olimpíada de Beijing é feita e prata, sendo apenas recoberta com uma fina camada de ouro obtida por deposição eletrolítica. Na letrólise, a medalha cunhada em prata atua como o eletrodo em que o ouro se deposita. A solução letrolítica é constituída de um sal de ouro (III). A quantidade de ouro depositada em cada medalha é e 6,0 gramas. ) Supondo que o processo de eletrólise tenha sido conduzido em uma solução aquosa de ouro III) contendo excesso de íons cloreto em meio ácido, equacione a reação total do processo letroquímico. Considere que no ânodo forma-se o gás cloro. ) Supondo que tenha sido utilizada uma corrente elétrica constante de 2,5 ampères no proesso eletrolítico, quanto tempo (em minutos) foi gasto para se fazer a deposição do ouro em ma medalha? Mostre os cálculos. ados: constante de Faraday = 96.500 coulomb mol -1 ; 1 ampére = 1 coulomb x s -1.
ixação F a b c s ) (UERJ) As novas moedas de centavos, que começaram a circular no mercado, apresentam 8 ma tonalidade avermelhada obtida por eletrodeposição de cobre a partir de uma solução de t ulfato de cobre II. d Determine o tempo necessário para a deposição de todo o cobre existente na solução, D onsiderando 1F = 96500 C. Z A Z
ixação ) (UFPR) Um estudante mergulhou uma barra de zinco de 300,00 g em uma solução de nirato de prata e observou a formação de um depósito na barra. Seu peso, após a ocorrência a reação, foi de 321,6 g. Pergunta-se: ados: Massas atômicas: Zn = 65; Ag = 108; N = 14; O = 16. n 2+ + 2e - Zn g + + e - Ag n 2+ + 2Ag (s) 2Ag + + Zn (s) E 0 = - 0,76 V E 0 = + 0,80 V H = + 365 kj ) Que material foi depositado? ) O processo absorveu ou liberou energia? Demonstre a quantidade? ) Identifique o agente oxidante, o agente redutor, o elemento que sofreu oxidação e o elemento que ofreu redução.
9) (UFRRJ) Uma das utilidades da eletrodeposição está ligada ao revestimento de superfície. Podemos citar alguns processos: prateação, cromação, niquelação, douração, banho de estanho etc. Uma placa metálica é colocada em uma solução aquosa de sulfato de níquel II para fazer uma niquelação (eletrodeposição). Para recobrir a placa, utilizou-se uma corrente elétrica de 2A durante 1h 20 min 25 s. Calcule a massa de níquel metálico que foi depositada na placa. Dado: 96500 C = 1F.
10) (UFRJ) O uso de células eletrolíticas geradoras de cloro proporciona uma outra alternativa para a obtenção de íons hipoclorito. PISCINA CÉLULA ELETROLÍTICA padrão de redução correspondentes às semirreações que ocorrem nos eletrodos são: O 2(g) + 2H 2 O + 4 e 4 OH (aq) E 0 = 0,82 V (ph=7,0) Cl 2(g) + 2 e 2Cl - (aq) E 0 = 1,36 V Escreva a equação da semirreação que ocorre no ânodo e determine a ddp para operar a célula de cloração da piscina. FILTRO BOMBA Esta célula eletrolítica é colocada na tubulação de água que alimenta a piscina, logo após o filtro, como mostra a figura. Neste processo, adiciona-se uma certa quantidade de cloreto de sódio à água da piscina. Nos eletrodos da célula, o oxigênio dissolvido e os íons cloreto são transformados em cloro e íons hidroxila, que, por sua vez, reagem produzindo íons hipoclorito, segundo a reação: Cl 2(g) + 2OH (aq) OCl (aq) + Cl (aq) + H 2 O Sabendo-se que os valores dos potenciais
11) (UFRJ) A eletrólise de soluções concentradas de cloreto de sódio (salmoura) produz cloro gasoso no eletrodo E 1, gás hidrogênio e hidróxido de sódio em solução no eletrodo E 2, restando uma solução diluída de NaCl cuja concentração é de 50 g/l, que é removida da célula eletrolítica. O esquema a seguir representa uma célula eletrolítica de membrana. Cl 2 H 2 NaCl 250 g/l E1 E2 célula eletrônica NaCl 50 g/l Identifique o cátodo e escreva a semirreação anódica. NaOH
12) (UERJ) O cloreto de sódio pode ser encontrado sólido, na forma de sal-gema, ou em solução, nos oceanos. A indústria química processa, por eletrólise ígnea, o sal disponível sob a forma sólida e, por eletrólise em solução aquosa, o sal disponível em solução. Considere que dispomos de duas amostras de cloreto de sódio puro com massa igual a 5,85 g. A primeira amostra é completamente consumida pela eletrólise ígnea e a segunda amostra é dissolvida em água pura. Admita que os gases envolvidos em ambos os processos se comportam de forma ideal e que os eletrodos são inertes. a) Calcule o volume de gás produzido no ânodo pela eletrólise ígnea sabendo que, nas condições do experimento, o volume molar vale 90 L mo l-1. b) Escreva a equação global que representa a eletrólise da solução aquosa.
13) (FUVEST) 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 semirreação que ocorre no eletrodo (ânodo) inserido no tubo III. II III I IV I = gerador de corrente contínua