LISTA DE EXERCCIOS FSICO-QUMICA PROF. ERCLITO LIMA

TURMA ESPECIFICO MEDICINA - DIA 13-10-2014 CONCEITOS FUNDAMENTAIS ELETROQUMICA parte da qumica que estuda a

transformao de energia qumica em energia eltrica e vice-versa. PILHA (Reao espontnea, G < 0) Realizao de trabalho til. ELETRLISE (No espontnea, G > 0) Consumo de energia livre. CORRENTE ELTRICA Movimento ordenado de cargas (eltrons, ctions, nions). OXIDAO a perda de eltrons acompanhada de aumento de carga. REDUO o ganho de eltrons acompanhado de reduo de carga. AGENTE OXIDANTE Reagente que provoca a oxidao de outra espcie. Oxidante a espcie que sofre reduo. AGENTE REDUTOR Reagente que provoca a reduo de outra espcie. Redutor a espcie que sofre oxidao. ELETRODOS: Partes metlicas que esto em contato com a

soluo dentro de uma clula eletroqumica. NODO: Plo(-) Eletrodo do qual saem os eltrons para o

circuito externo da clula. CTODO: Plo(+) Eletrodo no qual entram os eltrons atravs

do circuito externo da clula. ELETRLITOS: Solues que CONDUZEM a corrente

eltrica. CLULA ELETROQUMICA: Todo sistema formado por um

circuito externo que conduza a corrente eltrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletrlito. OBS:

Um bom agente redutor apresenta forte tendncia de se oxidar, ou seja, elevado potencial de oxidao. Um bom agente oxidante apresenta forte tendncia de se reduzir, ou seja, elevado potencial de reduo. No nodo ocorre oxidao. No ctodo ocorre reduo. PILHA DE DANIEL

Em 1836, John Frederick Daniell aperfeioou a primeira pilha eltrica criada por Alessandro Volta em 1800. Na pilha de Daniell, os dois eletrodos metlicos eram unidos externamente por um fio condutor, e as duas semicelas eram unidas por uma ponte salina, contendo uma soluo saturada de KCl(aq). Inicialmente, o sistema apresentava o aspecto abaixo.

Observaes no funcionamento da pilha:

1) A lmina metlica de zinco sofre oxidao (perda de eltrons) e ser desgastada, corroda, Esse fenmeno pode ser representado pela seguinte reao qumica:

Zn(s) Zn2+ + 2e- 2) A lmina metlica de cobre, ficar com maior massa na parte mergulhada na soluo, devido a reduo dos ons de cobre. Esse fenmeno pode ser representado pela reao qumica: Cu

2+ +2e- Cu(s)

3) Durante o funcionamento da pilha, a soluo de sulfato de zinco (ZnSO4) estar cada vez mais concentrada de ons Zn

+2,

enquanto que a soluo de sulfato de cobre (CuSO4) estar cada vez mais diluda de ons Cu

2+.

Pilha Seca ou Comum:

POTENCIAL DAS PILHAS

Em uma pilha, a espcie que apresenta maior Ered sofre reduo e, portanto, a outra espcie, de maior Eoxi, sofre oxidao. Clculo da voltagem (E) das pilhas A diferena de potencial ou ddp (E) de uma pilha depende das espcies envolvidas, das suas concentraes e da temperatura. Por esse motivo, o E medido na chamada condio-padro, que corresponde a espcies com concentrao 1 mol/L e possveis gases envolvidos com presso de 1 atmosfera a 25 C. Nessas condies, a diferena de potencial da pilha ser representada por E

0.

O E0 de uma pilha corresponde diferena entre os

potenciais de reduo ou de oxidao das espcies envolvidas, e seu clculo pode ser feito pelas equaes a seguir: E = Emaior - Emenor O potencial real de uma clula galvnica depende das concentraes das varias espcies em reao na clula . A equao que expressa esta reao a equao de Walter Nernst , fsico qumico que em 1889 primeiro empregou esta equao para expressar a relao entre o potencial de um eletrodo metlico e seu ion em soluo . Equao de Nernst pode ser escrita

E = Eo -

n

059,0 log. a

OX

b

RED

a

a

Observe que na condio de equilbrio , E = 0 , G = 0 e o termo logartmico a constante de equilbrio

Go = - 2,3 RT log. K ; E

o =

n

059,0 log. K

ELETRLISE GNEA:

o processo de decomposio de uma substncia inica fundida por meio da passagem de corrente eltrica. A eletrlise do cloreto de sdio fundido um exemplo de

eletrlise gnea

ELETRLISE DE SOLUES AQUOSAS USANDO ELETRODOS INERTES

Se ao invs de usarmos cloreto de sdio fundido , utilizssemos soluo aquosa de cloreto de sdio, teramos um problema: Tanto a gua quanto o cloreto de sdio podem ionizar:

H 2 O H+ + OH

-

e

NaCl Na+ + Cl

-

Desta forma teremos uma competio : - O plo negativo pode descarregar H

+ ou Na

+

- O plo positivo pode descarregar OH- ou Cl

-

o plo negativo descarrega em primeiro lugar, o ction de reduo mais fcil o plo positivo descarrega em primeiro lugar o nion de oxidao mais fcil FACILIDADE DE LIBERAO DE CTIONS

MENOR FACILIDADE

CTIONS DE METAIS ALCALINOS, ALCALINOS TERROSOS E ALUMNIO Al

+3

HIDROGNIO H+

MAIOR

FACILIDADE

OUTROS METAIS COMO: Mn2+

, Zn2+

,Fe 2+

, Pb 2+

, Cu 2+

, Ag +

, Hg 2+

, Au 3+

Assim, o ction hidrognio liberado depois de qualquer ction de metal, com exceo de metais alcalinos, metais alcalinos terrosos e do ction alumnio. FACILIDADE DE LIBERAO DE NIONS

MAIOR

Facilidade nons no oxigenados como: Cl

- , F

-, I

-, S

2

exceto F-, nions orgnicos como: R-COO

-

OH -

(hidroxidrila)

MENOR

facilidade nons oxigenadas como: NO3

- ,SO4

2 -, PO4

3 -

Assim o nion hidroxila era liberado depois de nions no oxigenados e nions orgnicos. Primeira lei de Faraday:

Durante uma eletrlise, a massa de uma substncia liberada em qualquer um dos eletrodos, assim como a massa da

substncia decomposta, diretamente proporcional quantidade de eletricidade que passa pela soluo.

m = k.Q Segunda lei de Faraday:

Quando uma mesma quantidade de eletricidade atravessa diversos eletrlitos, as massas das espcies qumicas liberadas nos eletrodos, assim como as massas das espcies qumicas decompostas, so diretamente proporcionais aos seus equivalentes qumicos.

m = k.E E = Mol / nox

Portanto, associado s duas leis:

m = massa em gramas E = equivalente qumico i = intensidade da corrente (Ampre) t = tempo em segundos METAL DE SACRIFCIO

Para proteger o metal ferro ou ao da corroso, podemos utilizar um metal que apresente maior tendncia a perder eltrons (maior potencial de oxidao). Esse metal se oxida e evita a corroso do ferro, sendo, por isso, chamado de metal de sacrifcio. Um metal normalmente utilizado com essa finalidade o magnsio.

De acordo com a equao: Mg(s) Mg

2+ + 2 e

podemos perceber que o magnsio, quando se oxida, perde eltrons para o ferro, que permanece protegido. As placas de magnsio devem, portanto, ser substitudas por outras, esporadicamente.

EXERCICIOS ELETROQUMICA

1. (UPE-2014) Analise a figura a seguir:

Considerando-se que a mulher possua dentes obturados com amlgama (liga de prata, mercrio, cobre e estanho), so feitas algumas afirmativas sobre o processo ocorrido. I. Formou-se uma pilha ao se encostar o alumnio no amlgama da obturao, na presena de saliva. II. A saliva uma soluo cida e est em contato com o alumnio e a liga metlica da obturao. III. O alumnio funciona como nodo da pilha formada, perdendo eltrons, enquanto o amlgama o ctodo da pilha. IV. O processo gera uma corrente eltrica, que conduzida ao crebro a partir das terminaes nervosas do dente. Dados: Al

3+ + 3e- Al E = 1,66 V

Hg2+

+ 2e- Hg E = +0,85 V Cu

2+ + 2e- Cu E = +0,34 V

Sn2+

+ 2e- Sn E = 0,14 V Ag

+ + e- Ag E = +0,80 V

Quais das afirmativas podem ser utilizadas para se construir uma explicao cientificamente CORRETA para o choque sentido ao morder o papel-alumnio? a) I, III e IV, apenas. b) I e IV, apenas. c) II e IV, apenas. d) I, II e IV, apenas. e) I, II, III e IV. 2. (UFF-2011)- Os esquemas I e II ilustram transformaes

qumicas:

Observando-se os esquemas, pode-se assegurar que: a) no esquema I ocorre uma reao no-espontnea de oxirreduo; b) no esquema I a energia eltrica convertida em energia qumica; c) no esquema II os eletrodos de carbono servem para manter o equilbrio inico; d) no esquema II a energia eltrica convertida em energia qumica; e) no esquema II ocorre uma reao espontnea de oxirreduo. 3. (UFRS) Pessoas que apresentam dentes com restauraes

metlicas podem sentir um pequeno choque ao colocarem na boca pedaos de metal, como, por exemplo, papel alumnio de um chocolate. O alumnio, com o meio cido da boca, provoca a transferncia de eltrons para o metal da restaurao, causando esse choque. Com base no fenmeno descrito, pode-se afirmar que o alumnio: a) sofre reduo, funcionando como catodo. b) provoca a oxidao do metal da restaurao. c) o agente oxidante, pois sofre reduo.

d) o agente redutor, pois sofre reduo. e) sofre oxidao, funcionando como anodo. 4.(ITA) A corrente eltrica flui atravs do circuito,

representado na figura abaixo, quando a chave S fechada.

Assinale a opo que contm a afirmao ERRADA a respeito

do que ocorre no sistema aps a chave S ter sido fechada. a) O fluxo de corrente eltrica ocorre no sentido semi-clula II semi-clula I. b) A diferena de potencial entre os eletrodos M2/M

+2(aq) e

M1/M+

1(aq) diminui. c) O eletrodo M1/M

+1(aq) apresentar um potencial menor do

que o eletrodo M2/M+

2(aq). d) Ao substituir a ponte salina por um fio de cobre, a diferena de potencial entre os eletrodos ser nula. e) A concentrao de ons M

+2(aq) na semi-clula II diminui.

5. (UFF) A indstria trabalha com equipamentos que precisam

ser bem conservados e protegidos para que no sejam danificados por um processo chamado de corroso. A corroso pode destruir alguns metais de que feito o equipamento que, muitas vezes, fica exposto ao tempo, enterrado no solo, ou submerso. Essa corroso, quando se processa no ferro, por exemplo, chamada de ferrugem; e, o oxignio e a gua esto sempre presentes nesse processo. Suas principais etapas so: - Uma regio da superfcie do metal serve de anodo, onde ocorre a oxidao representada por: Fe(s) Fe

2+(aq) + 2 E

0 = + 0,41 volts

- Uma outra regio, que serve de catodo, onde os eltrons cedidos pelo ferro reduzem o oxignio atmosfrico gua, representada por: O2(g) + 4H

+(aq) + 4 2H2O(l) E

0 = + 1,25 volts.

A reao global representativa da formao de ferrugem no metal : 2Fe(s) + O2(g) + 4H

+(aq) 2Fe

2+(aq) + 2H2O(l)

Para essa reao o valor do potencial padro em volts ser: a) zero b) + 0,84 c) 0,84 d) + 1,66 e) 1,66 6. (FESP) Um sal de um metal o nmero de oxidao 3+ foi

eletrolisado durante cinco minutos por uma corrente de 3,86 A, fornecendo um depsito de 0,788g do metal no ctodo. Pelos dados, qual o peso atmico do metal no sal? a) 47,8 b) 55,8 c) 88,9 d) 196,9 e) 207,2 7. (UFRGS/2014) Clulas eletroqumicas podem ser

construdas com uma ampla gama de materiais, at mesmo metais nobres como prata e ouro. Observe, abaixo, as semirreaes de reduo. Ag

+(aq) + e

- Ag(s) E = 0,80 V

Au3+

(aq) + 3e- Au(s) E = 1,50 v

Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as seguintes afirmaes a respeito de uma clula eletroqumca, constituda de ouro e prata. ( )Um dos eletrodos poderia ser construdo com ouro em gua pura; e o outro, prata em gua pura. ( )Uma pilha construda com placas metlicas de ouro e prata, em contato com os respectivos sais, teria fora eletromotriz padro de 0,70 V. ( ) Essa clula eletroqumica produz aumento da massa do ouro metlico. A sequncia correta de preenchimento dos parnteses, de cima para baixo, a) F-F-V b) V-F-F c) F-V-F d) V-F-V e) F-V-V 8. (IME) Um certo fabricante produz pilhas comuns, nas quais

o invlucro de zinco funciona como anodo, enquanto que o catodo inerte. Em cada uma, utilizam-se 5,87 g de dixido de mangans, 9,2 g de cloreto de amnio e um invlucro de zinco de 80 g. As semi-reaes dos eletrodos so: Zn Zn+2 + 2e NH4

+ + MnO

2- + e 1/2 Mn2O3 + NH3 + 1/2 H2O

Determine o tempo que uma destas pilhas leva para perder 50% de sua carga, fornecendo uma corrente constante de 0,08 A. Dado: Constante de Faraday: F = 96.500 C A) 11,32 horas B) 18,84 horas C) 28,72 horas D) 37,91 horas E) 44,70 horas 9. (Uel 2012) Baterias de on-ltio empregam o ltio na forma

inica, que est presente no eletrlito pela dissoluo de sais de ltio em solventes no aquosos. Durante o processo de descarga da bateria, os ons ltio deslocam-se do interior da estrutura que compe o anodo (grafite) at a estrutura que

compe o catodo 2(CoO ) , enquanto os eltrons se movem

atravs do circuito externo

Neste processo, o cobalto sofre uma alterao representada pela equao a seguir.

( 1)

2(s) (solv) 2(s)CoO 1 Li 1 e Li CoO

Com base no enunciado, assinale a alternativa correta. a) Durante a descarga, o nmero de oxidao do cobalto

aumenta. b) O cobalto recebe eltrons, para haver a recarga da bateria. c) No catodo, o cobalto reduzido durante a descarga. d) O on de ltio se desloca para o catodo, durante a descarga,

devido atrao magntica. e) O solvente utilizado entre os polos deve ser um lquido

orgnico apolar.

10. (UFR-RJ) A prateao pelo processo galvnico de

grande utilidade, tendo em vista que com um gasto relativamente pequeno consegue-se dar uma perfeita aparncia de prata aos objetos tratados. A massa de prata (em gramas), depositada durante a prateao de uma pulseira de bijuteria, na qual foi envolvida uma carga equivalente a 4825C, corresponde aproximadamente a Dado: massa atmica Ag = 107,868 u a) 54 g. b) 27 g. c) 10,8 g. d) 5,4 g. e) 1,08 g. 11. (UFC/2012) Uma das fontes de produo do combustvel limpo H2 (considere o comportamento de um gs ideal) a reao de eletrlise da gua que, na ausncia de oxignio e em um ambiente fechado, gera um meio alcalino. Sabendo que, ao final de uma eletrlise, o pH da soluo 9,00, assinale a alternativa que indica o volume (em L) ocupado por este gs a 1,0 atm e 30C. R = 0,0821 atmL/molK. a) 1,96 x 10

7

b) 1,72 x 106

c) 1,48 x 10

5

d) 1,24 x 104

e) 1,12 x 10

3

12. (ENEM/2010) A eletrlise muito empregada na indstria

com o objetivo de reaproveitar parte dos metais sucateados. O cobre, por exemplo, um dos metais com maior rendimento no processo de eletrlise, com uma recuperao de aproximadamente 99,9%. Por ser um metal de alto valor de alto valor comercial e de mltiplas aplicaes, sua recuperao torna-se vivel economicamente. Suponha que, em um processo de recuperao de cobre puro, tenha-se eletrolisado uma soluo de sulfato de cobre (II) (CuSO4) durante 3 h, empregando-se uma corrente eltrica de intensidade igual a 10 A. A massa de cobre puro recuperada de aproximadamente. Dados: Constante de Faraday = 96500 C; Cu = 63,5 g/mol. a) 0,02 g. b) 0,04 g. c) 2,40 g. d) 35,5 g. e) 71,0 g. 13.-(FACID) As pilhas sugeridas em livros didticos, sejam aquelas com materiais tpicos de laboratrio, como por exemplo a pilha de Daniell, ou as menos clssicas, como base de limo, laranja, batata ou refrigerante, se bem exploradas, ilustram conceitos de indiscutvel importncia qumica no campo da termodinmica (variao da energia de Gibbs, espontaneidade, e constante de equilbrio de reaes redox), da migrao de ons em soluo (papel da ponte salina, difuso e migrao nas semi-celas)

QUMICA NOVA NA ESCOLA N 11, MAIO 2000 A figura a seguir representa uma pilha feita com uma metade de laranja, e duas placas metlicas uma de magnsio (Mg) e outra de cobre (Cu).Considere as seguintes reaes reduo: Mg

2+ + 2 e Mg E

0 = -2,36 V

2H+ + 2 e H2E

0 = 0 V

Cu2+

(aq) + 2 e Cu (s) Eo = +0,34

Com relao ao funcionamento dessa pilha correto afirmar que A) a placa de magnsio vai perder eltrons pelo fiometlico e provocar a reduo do cobre. B) a placa de cobre vai se corroer , com o passar dotempo.

C) do ponto de vista qumico, a eficincia da pilha bastante elevada, pois toda a energia qumica disponvel para o processo efetivamente transformada em energia eltrica. D) Em condies ideais de operao, ocorre oxidao de Mg a Mg

2+ . Os eltrons assim liberados percorrem o circuito

externo at o basto de cobre, onde reduzem os ons H+ a

hidrognio gasoso. E) O funcionamento desta pilha justificado pela combinao da primeira com a terceira reao (em soluo cida), que pode fornecer um potencial de 2,70 V. 14. (UPE/2011) As proposies abaixo se referem

eletroqumica. Analise-as.

I. A ponte salina um tubo que contm um isolante gelatinoso que impede a passagem de eltrons atravs das duas solues da pilha, evitando a descarga rpida. II. nodo e ctodo so eletrodos de uma pilha onde ocorrem, respectivamente, as reaes de oxidao e reduo. III. As notaes H

+(aq)|H2(g)|Pt e Pt|H2(g)|H

+(aq) referem-se

ao eletrodo de hidrognio escrito como nodo e ctodo, respectivamente. IV. Na descarga de uma bateria de chumbo (bateria de automvel), forma-se o sulfato de chumbo e, na carga entre outras substncias, forma-se o PbO2. V. Comparando-se a pilha seca alcalina com a pilha de Leclanch, verifica-se que o cloreto de amnio encontrado na pilha de Leclanch substitudo pelo KOH na pilha seca alcalina. So VERDADEIRAS a) I, III e IV. b) II, III e IV. c) I, II e III. d) III, IV e V. e) II, IV e V. 15. (FGV) O nibio um metal de grande importncia

tecnolgica e suas reservas mundiais se encontram quase completamente no territrio brasileiro. Um exemplo de sua aplicao o niobato de ltio, um composto que contm apenas um on Li

+ e o oxinion formado pelo nibio no estado

de oxidao +5, que usado em dispositivos pticos e de telecomunicao de ltima gerao. O nmero de tomos de oxignio por frmula do niobato de ltio a) 2. b) 3. c) 4. d) 5. e) 6. 16. (ITA) Uma clula eletroltica de eletrodos inertes, contendo

1,0L de soluo de cido sulfrico 30% em peso, operou sob corrente constante durante 965 minutos. Ao final da operao, retirou-se uma alquota de 2,0 mL do eletrlito, a qual foi diluda a 50,0 mL e titulada com soluo padro 0,40 mol/L de hidrxido de sdio. Sabendo-se que a titulao consumiu 41,8 mL da soluo da base, determine a corrente que circulou pela clula. Considere que a massa especfica da soluo de cido sulfrico 30% em peso 1,22 g/cm3 e a massa especfica da gua 1,00 g/cm3. a) 9,90 A b) 14,8 A c) 19,8 A d) 24,3 A e) 49,5 A 17. (Uel 2008) Hoje em dia, as pilhas tm mais aplicao do

que se imagina. Os automveis usam baterias chumbo-cidas, os telefones celulares j usaram pelo menos trs tipos de baterias - as de nquel-cdmio, as de nquel-hidreto metlico e as de on ltio -, os ponteiros laser dos conferencistas usam pilhas feitas de xido de mercrio ou de prata. Recentemente foram desenvolvidas as pilhas

baseadas em zinco e oxignio do ar, usadas nos pequenos aparelhos de surdez e que so uma tentativa de produzir uma pilha que minimize as agresses ambientais. Para confeccionar estas pilhas, partculas de zinco metlico so misturadas a um eletrlito (soluo de KOH) e reagem com o O2; desta forma, a energia qumica se transforma em energia eltrica. As reaes da pilha com seus respectivos potenciais de reduo so: Semi-reaes Zn(s) + 2OH

-(aq) Zn(OH)2(s) + 2e

-E

0 = -1, 25 V

O2(g) + 2H2O() + 4e

- 4OH-(aq) E

0 = + 0, 40 V

Reao Global 2Zn(s) + O2(g) + 2H2O() 2Zn(OH)2(s) Assinale a alternativa correta. a) Durante o funcionamento da pilha, haver diminuio da

quantidade de Zn(OH)2. b) O agente oxidante nessa reao e o zinco. c) Os eltrons so gerados no eletrodo de oxignio. d) No catodo, ocorre a reduo do Zn. e) A diferena de potencial da equao global e +1,65V. 18. (Enem 2013) Eu tambm podia decompor a gua, se

fosse salgada ou acidulada, usando a pilha de Daniell como fonte de fora. Lembro o prazer extraordinrio que sentia ao decompor um pouco de gua em uma taa para ovos quentes, vendo-a separar-se em seus elementos, o oxignio em um eletrodo, o hidrognio no outro. A eletricidade de uma pilha de 1 volt parecia to fraca, e, no entanto podia ser suficiente para desfazer um composto qumico, a gua

SACKS, O. Tio Tungstnio: memrias de uma infncia qumica. So Paulo: Cia. das Letras, 2002.

O fragmento do romance de Oliver Sacks relata a separao dos elementos que compem a gua. O princpio do mtodo apresentado utilizado industrialmente na a) obteno de ouro a partir de pepitas. b) obteno de calcrio a partir de rochas. c) obteno de alumnio a partir da bauxita. d) obteno de ferro a partir de seus xidos. e) obteno de amnia a partir de hidrognio e nitrognio. 19. Por uma clula eletroltica passou uma carga correspondente a 0,20 faraday. Num dos eletrodos ocorreu a reao seguinte:

MnO

4 Mn2

A quantidade de gua produzida neste eletrodo, em virtude desta reao de eletrodo, : a)(0,20 . 4)mol b)(0,20 . 4/5)mol c)(0,20 . 5/4) mol d)(0,20 . 5)mol e)(0,20 . 4 . 4) mol 20.(ITA) Considere os eletrodos representados pelas semi-

equaes qumicas seguintes e seus respectivos potenciais na escala do eletrodo de hidrognio (E) e nas condies-padro:

Assinale a opo que contm o valor CORRETO do potencial-padro do eletrodo representado pela semi-equao

A) 0,30V. B) 1,03V. C) 0,34V. D) 1,47V. E) 0,58V.

21. (Unifor-CE) Pretende-se obter cloro (Cl2) pela eletrlise da salmoura: NaCl (salmoura) 1/2 Cl2(g) + NaOH(aq) +1/2 H2(g) Admitindo rendimento total, de acordo com a equao acima, quantos faradays so necessrios para obter 100g de soluo aquosa de NaOH com 80%, em massa, desta substncia? a) 1 F b) 2 F c) 3 F d) 4 F e) 5 F

22. (UFES) A "cromao" um exemplo de eletrodeposio, no qual uma fina camada de cromo depositada sobre outro metal. O eletrlito preparado dissolvendo-se xido de cromo (CrO3) em cido sulfrico diludo. A eletrlise, ento, reduz o Cr(VI) em soluo a cromo metlico. A equao que representa o processo :

CrO3(aq) + 6 H+

(aq) + 6e- Cr(s) + 3H2O()

Calcule a massa de Cr (s) que pode ser produzida em um dia em uma clula eletroltica operando continuamente a 10

5 amperes (C/s).

a) 83,56 104 g/dia

b) 83,56 105 g/dia

c) 83,56 106 g/dia

d) 83,56 107 g/dia

23. (ITA) Um elemento galvnico constitudo pelos eletrodos

a seguir especificados e separados por uma ponte salina. Eletrodo I: placa de chumbo metlico mergulhada em uma

soluo aquosa de 1 mol / L de nitrato de chumbo. Eletrodo II: sulfato de chumbo slido prensado contra uma

peneira de chumbo metlico mergulhada em uma soluo aquosa 1 mol / L de cido sulfrico. Nas condies padro, o potencial de cada um destes eletrodos, em relao ao eletrodo padro de hidrognio, : E (Pb/Pb

2+) = - 0,1264 V (Eletrodo I)

E PbSO4, SO4

2-) = - 0,3546 V (Eletrodo II)

Assinale a opo que contm a afirmao CORRETA sobre

as alteraes ocorridas neste elemento galvnico quando os dois eletrodos so conectados por um fio de baixa resistncia eltrica e circular corrente eltrica no elemento. a) A massa de sulfato de chumbo slido na superfcie do ELETRODO II aumenta. b) A concentrao de ons sulfato na soluo aquosa do ELETRODO II aumenta.

c) O ELETRODO I plo negativo. d) O ELETRODO I o nodo. e) A concentrao de ons chumbo na soluo aquosa do ELETRODO I aumenta.

24.(FCC-BA) Na eletrlise aquosa do cloreto de clcio (CaCl2), obteve-se no catodo, um gs combustvel, e no anodo, outro gs solvel na gua e no comburente. Na cuba eletroltica formou-se uma nova substncia cuja frmula : a) HCl b) Ca(OH)2 c) CaCO3 d) CaH2 e) Cl2O

25. (ifpa) A determinao da concentrao de Fe2+

(aq) pode

ser feita atravs de dosagem com dicromato em meio cido. A equao (no balanceada) e o valor da diferena de potencial padro da reao correspondente a esse processo so os seguintes: Cr2O7

2- + Fe

2+ Cr

3+ + Fe

3+ E = +0,6V

Calcule a diferena de potencial dessa reao, E, para um pH igual a 3,0. Considere que, com exceo do H

+, os demais

ons esto no estado padro, a 298 K. a) 0,60 V b) 0,54 V c) 0,36 V d) 0,19 V e) 0,09 V 26. (FURG RS) A fantstica proliferao dos telefones

celulares provocou uma discusso quanto ao destino a ser dado para baterias na hora do descarte. Constitudas pelos metais nquel e cdmio, o seu deposito em lixes causa contaminao ambiental. Hoje, o destino dessas baterias de responsabiidade3 do fabricante a ele devem ser devolvidas para reciclagem. A reao global de descarga de uma bateria de NiCd pode ser representada por: Cd + NiO2 + 2 H2O Cd(OH)2 + Ni(OH)2 A partir dessa reao CORRETO afirmar que:

a) o material do ctodo constitudo do metal cdmio. b) h transferncia de eltrons do cdmio para o nquel. c) ocorre reduo do cdmio durante a descarga. d) o oxido de nquel sofre uma oxidao andica. e) a reduo da gua produz oxignio gasoso.

27. (FACID) A pilha de Daniell uma das pilhas mais tradicionais que se pode fazer. Os seus princpios tericos baseiam-se nos mesmos pressupostos de qualquer pilha eletroqumica, os eltrons circulam do eltrodo de menor potencial de reduo (anodo) para o de maior (catodo). Em uma atividade prtica um professor pediu a seus alunos que construssem uma pilha de Daniell adaptada, usando placas de Magnsio e de Cobre como indicado na figura a seguir:

Sobre esta pilha, um estudante fez as seguintes afirmaes. I - Ao se fechar o circuito, haver um fluxo de eltrons do eletrodo de magnsio para o de cobre. II - nions sulfato vo migrar, atravs da ponte salina.

III - A concentrao de Mg(NO3)2 do lado esquerdo vai aumentar. IV - Admitindo-se a eficincia de 100%, haver uma diminuio de massa de 2,43g no eletrodo de magnsio, quando circularem 0,020mol de eltrons pela pilha. Potenciais padro:

Mg2+

+ 2e Mg0 E

0 = - 2,348V

Cu2+

+ 2 e Cu0 E

0 = + 0,337V

(Massas molares, em g/mol: Cu= 63,54; Mg= 24,31) Marque a opo correta. A) Apenas I, e II esto corretas. B) Apenas I, II, e III esto corretas. C) Apenas I e IV esto corretas. D) Apenas I, III e IV esto corretas. E) I, II , III e IV esto corretas.

28. (FACID) Em princpio, se considera o cromo (em seu estado de oxidao Cr

+3 ) um elemento qumico essencial no

metabolismo, embora no se conhea todas as suas funes no organismo. A transformao do cromo inorgnico numa forma biologicamente ativa indispensvel para suas funes biolgicas. Conhecendo os potenciais para as semireaes de reduo do cromo: Cr

3+ + 1e

- Cr

2+ E = - 0,410 V

Cr2+

+ 2e- Cr

0 E = - 0,905 V

Calcule o potencial padro para a semi-reao a seguir: Cr

0 Cr

3+ + 3e

- E = ?

A) + 1,315 V B) 1,333 V C) 1,315 V D) + 0,495 V E) + 0,740 V

29. (FACID) Todas as membranas celulares do corpo possuem uma potente bomba de sdio-potssio, que continuamente bombeia sdio para o exterior e potssio para o interior da clula. Essa bomba promove os gradientes de concentrao para o sdio e o potssio atravs da membrana neural de repouso nas propores a seguir: [Na+]( 140 mEq/L) interno / [Na+]( 14 mEq/L) externo [K+]( 4 mEq/L) interno / [K+] ( 140 mEq/L) externo Com base na equao de Nernst, pode-se afirmar que o potencial de membrana, devido difuso do sdio, aproximadamente: a) 10 mV. b) 60 mV. c) 90 mV. d) 140 mV. e) 220 nV.

30.( UFR-RJ) A prateao pelo processo galvnico de grande utilidade, tendo em vista que com um gasto relativamente pequeno consegue-se dar uma perfeita aparncia de prata aos objetos tratados. A massa de prata (em gramas), depositada durante a prateao de uma pulseira de bijuteria, na qual foi envolvida uma carga equivalente a 4.825C, corresponde aproximadamente a: a) 54g. b) 27g. c) 10,8g. d) 5,4g. e) 1,08g. 31. (FAME) Frequentemente, os avanos tecnolgicos so

originados de descobertas cientificas bsicas. Por exemplo, a descoberta da bateria de ltio viabilizou o uso dos marca-passos cardacos, possibilitando, assim, o prolongamento da vida humana sem, entretanto, ter sido concebida para tal.

Dentre as vantagens das baterias de ltio, incluem-se sua pequena dimenso, baixo peso e elevado contedo energtico. Considerando as semi-reaes abaixo, para fins comparativos, assinale a alternativa correta:

Li(aq) + e- Li(s) E = - 3,05 volts

Zn2+

(aq) + 2 e- Zn(s) E = - 0,76 volts

a) O zinco metlico oxidado espontaneamente na presena do on ltio. b) O ltio metlico um agente redutor mais forte do que o zinco metlico. c) O on ltio e o zinco metlico, em soluo eletroltica, formam uma clula galvnica. d) O potencial-padro da reduo de dois ons Li

+, -6,10V.

e) Dentre os metais alcalinos, o ltio possui a mais elevada energia de ionizao.

32. (Uel) Considere duas solues aquosas, uma de nitrato de prata, AgNO3, e outra de um sal de um metal X, cuja carga catinica no conhecida. Quando a mesma quantidade de eletricidade passa atravs das duas solues, 1,08g de prata e 0,657 g de X so depositados. Massas molares: Ag = 108

g; X = 197 g Com base nessas informaes, correto afirmar que a carga inica de X : a) -1 b) +1 c) +2 d) +3 e) +4

33. (ifes) A gua oxigenada um produto qumico que, entre outras aplicaes, utilizado como anti-sptico e como alvejante de alguns materiais. A gua oxigenada se decompe em gua e gs oxignio, como representado pela equao a seguir: 2 H2O2(liq) 2 H2O(liq) + O2(g) encontrada no comrcio como soluo aquosa de perxido de hidrognio (massa molar igual a 34g); o rtulo do frasco costuma indicar a sua concentrao em termos de volume de oxignio liberado; por exemplo, gua oxigenada a 10 volumes significa que 1 L da soluo libera 10L de oxignio nas condies do ambiente (1atm e 25,0C). As equaes a seguir representam reaes de decomposio do perxido de hidrognio. II) H2O2(aq) O2(g| + 2 H

+(aq) + 2 e

- = - 0,69 V

III) H2O2(aq) + 2 H+

(aq) + 2 e2 H2O = + 1,77 V Com base nas informaes acima, INCORRETO afirmar:

a) A equao I indica que se trata de uma reao de oxirreduo, na qual o oxignio o oxidante e o hidrognio o redutor. b) A equao I pode ser obtida a partir das equaes II e III; o da reao I igual a + 1,08V. c) Na equao II, o perxido de hidrognio atua como agente redutor. d) Na equao I, o perxido de hidrognio atua como agente oxidante e como agente redutor. e) Uma soluo a 3% em massa de perxido de hidrognio corresponderia a uma soluo de perxido de hidrognio inferior a 20 volumes (considere a densidade da soluo igual a 1 e o volume molar de um gs igual a 24,5 L).

34. (Furg-RS) Uma bateria recarregvel comercial de Ni-Cd recarregada em 10 h por um carregador de 2,4 V que fornece 9.650 C. Suponha que nessa bateria ocorre a passagem do Cd

2+ a Cd. Qual a massa de Cd que produzida sob essas

condies? Dados: 1 Faraday (F) = 96.500 C

a) 11,2g b) 5,6g

c) 56,0g d) 112,0g e) 224,0g

35. (UFPE) A passagem de 96.500 coulombs atravs de uma soluo aquosa de cloreto de sdio provoca a seguinte reao num dos eletrodos: 2H2O(l) + 2 e

-H2(g) + 2 OH-

Considerando que esta seja a nica reao ocorrida no eletrodo, a quantidade de gs hidrognio liberado ser aproximadamente igual a: a) 1g b) 2g c) 3g d) 4g e) 5g 36.(ITA) Uma clula eletroltica construda utilizando-se 200ml

de uma soluo aquosa 1,0 mol/L em NaCl com pH igual a 7 a 25C, duas chapas de platina de mesmas dimenses e uma fonte estabilizada de corrente eltrica. Antes de iniciar a eletrlise, a temperatura da soluo foi aumentada e mantida num valor constante igual a 60C. Nesta temperatura, foi permitido que a corrente eltrica flusse pelo circuito eltrico num certo intervalo de tempo. Decorrido esse intervalo de tempo, o pH da soluo, ainda a 60C, foi medido novamente e um valor igual a 7 foi encontrado. Levando em considerao os fatos mencionados neste enunciado, e sabendo que o valor numrico da constante de dissociao de gua (Kw) para a temperatura de 60C igual a 9,6 x 10

-14, CORRETO

afirmar que: a) o carter cido-base da soluo eletroltica aps eletrlise neutro. b) o carter cido-base da soluo eletroltica aps eletrlise alcalino. c) a reao andica predominante aquela representada pela meia-equao: 4 OH

-(aq) 2 H2O(l) + O2(g) + 4 e

- (CM)

d) a reao catdica, durante a eletrlise, aquela representada pela meia-equao: Cl2(g) + 2 e

- (CM) 2 Cl-(aq)

e) a reao andica, durante a eletrlise, aquela representada pela equao: H2(g) + 2 OH

-(aq) 2 H2O(l) + 2 e

-

(CM) 37. (CEFET) Em 1 L de soluo de NaCl de concentrao1,0

mol/L, uma eletrlise, utilizando eletrodos inertes,por 160 min e aplicando-se uma corrente de 2 A, realizada. Supondo que o volume de gua permaneceu constante aps este perodo, qual a concentrao de NaCl da soluo? Sabendo-se que no catodo a gua reduz e no anodo o cloreto oxida. a) 1,4 mol / L b) 1,2 mol / L c) 1,0 mol / L d) 0,8 mol / L e) 0,6 mol / L 38. Niquelao o processo de deposio eletroltica de

nquel numa superfcie metlica, com a finalidade de proteg-la contra a corroso. Esse procedimento consiste em mergulhar, em uma soluo contendo ons Ni

2+, a pea a ser

recoberta, e conecta-la, como ctodo, a uma corrente contnua e constante, medindo o tempo. Aps a passagem de 50mA de corrente eltrica por uma pea, durante 193 segundos, a massa de nquel ,metlico depositada ser: a) 5,8 mg b) 2,9 g c) 2,9 mg d) 5,8 g 39. Na eletrlise gnea de um composto obteve-se no ctodo

1,204x1023

tomos do elemento x e no nodo 2,24 de oxignio, medidos TPN. Com o smbolo do elemento mais

eletropositivo na frente, a formula mais correta para o composto : a) OX2 b) X2O c) XO d) OX e )XO2 40. (FACID) Valores relativos de potenciais de reduo podem

ser determinados experimentalmente comparando-se o potencial de meia pilha do elemento em estudo com o eletrodo padro de hidrognio (EPH) que foi escolhido como eletrodo de referncia e, arbitrariamente, fixado como tendo potencial nulo presso de 1 atm e temperatura de 25C. Assim, por exemplo, o potencial padro do alumnio representado a seguir:

Qual deve ser o pH da clula de hidrognio, quando a tenso da pilha acima designada for 1,55 V? (Assuma que tanto a [Al

3+] e presso do H2(g) so os valores

padro e T = 25C) a) 0,55 b) 1,87 c) 2,76 d) 3,21 e) 5,54 41. (FACID) Walther Hermann Nernst (1864-1941), qumico

alemo, foi o primeiro a deduzir uma equao que permitiu calcular a diferena de potencial existente entre um metal e a soluo de seus ons, ou seja, o potencial de eletrodo. Utilizando a equao de Nernst, calcule o potencial do eletrodo MnO4

- (0,01mol/L)/Mn

2+(0,001mol/L) em meio cido

de pH=2. Dados: E MnO4

-/Mn

2+ =1,51V

a) 1,12V b) 1,93V c) 1,33V d) 1,62V e) 2,12V 42. Uma cuba eletroltica com eletrodos de cobre e contendo

soluo aquosa de Cu(NO3)2 ligada em srie com outra provida de eletrodos de prata e contendo soluo aquosa de AgNO3. Este conjunto de cubas em srie ligado a uma fonte durante certo intervalo de tempo. Neste intervalo de tempo, um dos eletrodos de cobre teve um incremento de massa de 0,64g. O incremento de massa em um dos eletrodos da outra clula deve ter sido: a) 0,32g b) 0,54g c) 0,64g d) 1,08g e) 2,16g Gabarito:

1:E 2:D 3:E 4:A 5:D 6:D 7:E 8:A 9:C 10:D 11:D 12:D 13:D

14:E 15:B 16:C 17:E 18:C 19:B 20:C 21:B 22:A 23:A 24:B 25:D 26:B 27:A 28:E 29:B 30:D 31:B 32:D 33:A 34:B 35:A 36:B 37:D 38:C 39:B 40:B 41:C 42:E