Físico - Química
Pilhas 793. (PUC-MG) Considere padrão de redução: Ag+ + e- Ag Cu2+ + 2e- Cu Fe2+ + 2e- Fe
os
seguintes
potenciais-
Eº = + 0,80 V Eº = + 0,34 V Eº = - 0,44 V
A respeito desses sistemas foram feitas as seguintes afirmações: I) Quando se mergulha uma lâmina de ferro metálico numa solução contendo íons de Cu2+, ocorre deposição de cobre metálico sobre o ferro. II) Quando se mergulha um fio de cobre metálico numa solução contendo íons Ag+, ocorre deposição de prata metálica sobre o fio de cobre. III) Se for montada uma pilha com os pares Fe/Fe2+ e Cu2+/Cu nas condições-padrão, o eletrodo de ferro metálico funcionará como o ânodo da pilha. A afirmação está correta em: a) I apenas. b) II apenas. c) III apenas. d) I e III apenas. e) I, II e III. 794.(UFRJ) Evite comprar conserva cuja lata esteja amassada, porque a folha-de-flandres (uma liga de ferro e carbono) tem uma proteção de estanho que se pode romper quando a lata sofre um impacto. Nesse caso, formar-se-á uma pilha e haverá contaminação da conserva. Considere os valores dos potenciais-padrão do eletrodo: Fe3+ + 3e- Feº Eº =-0,036 V Sn2+ + 2e- Snº Eº =-0,136V Qual das reações abaixo representa o funcionamento desta pilha? a) Fe3+ + Sn2+ Fe + Sn b) 3Sn2+ + 2Fe 2Fe3+ + 3Sn c) 3Sn + 2Fe3+ 3Sn2+ + 2Fe d) Fe3+ + Sn2+ Fe e) Fe3+ + Sn2+ Sn 795.(FEI-SP) A pilha de combustível é muito moderna e importante para a tecnologia da era espacial (o hidrogênio é a energia do futuro). Ela não apresenta subproduto nocivo e transforma a energia química diretamente em energia elétrica, com uma eficiência superior a 80,0%. Isso é muito favorável, já que os geradores elétricos apresentam uma eficiência ao redor de 40,0%. Embora irreversível, a solução eletrolítica pode ser substituída de modo a permitir uma operação contínua. Considerando as seguintes equações iônicas incompletas: Ânodo: H2 +________ H2O +________ Cátodo: O2 + ________ OH- +________ Quais das seguintes reações é coerente com o que ocorre no cátodo ou no ânodo? a) H2 + ½O2 H2O b) ½O2 + H3O+ OH- + H2O c) O2 + 2H2O + 4e- 4OHd) H2 + O2- H2O + ee) O2 + 2H+ + 2e- 2OH-
796. Em uma pilha, um dos eletrodos é o chumbo imerso em uma solução 1,0 M de íons Pb2+ e o outro é o magnésio imerso em uma solução 1,0 M de íons Mg2+. Baseando-se nos potenciais-padrão de redução Pb2+ + 2e- Pbº Mg2+ + 2e- Mgº
Eº = -0,13 volts. Eº = -2,38 volts.
Julgue os itens. a) O chumbo cede elétrons para o magnésio. b) O eletrodo de magnésio funciona como cátodo da pilha. c) No eletrodo do chumbo ocorre redução. d) A equação da reação global é Mgº + Pb2+ Mg2+ + Pbº e) A diferença do potencial da pilha é ∆Eº = +2,25 volts. 797.(PUC-SP) As pilhas de níquel-cádmio têm sido muito usadas na construção de baterias empregadas como fonte de energia, tanto em pequenos aparelhos (calculadoras, brinquedos, telefones sem fio, etc.) como, até mesmo, em satélites espaciais. Semi-reações, que possivelmente ocorrem nesse tipo de pilhas alcalinas, estão representadas a seguir: Cd + 2OH- Cd(OH)2 + 2e2Ni(OH)3 + 2e- 2Ni(OH)2 + 2OHAssinale a alternativa incorreta. a) O ∆G do processo é negativo. b) O cádmio é o pólo negativo da pilha. c) O Ni(OH)3 constitui o cátodo da pilha. d) O Cd é o agente redutor e seu número de oxidação aumenta de 0 para +2 no processo direto. e) Os elétrons fluem do eletrodo de Ni(OH)3 para o eletrodo de cádmio. 798. (Fuvest) Numa pilha do tipo comumente encontrado nos supermercados, o pólo negativo é constituído pelo revestimento externo de zinco. A semi-reação que permite ao zinco funcionar como pólo negativo é: a) Zn+ + e- Zn b) Zn2+ + 2e- Zn c) Zn Zn+ + ed) Zn Zn2+ + 2ee) Zn2+ + Zn 2Zn+ 799.(Fuvest) Considere os seguintes potenciais padrões de redução: Semi-reação Potencial(volt) Ce4+ + 1e- Ce3+ +1,61 Sn4+ + 2e- Sn2+ +0,15 a) Representar a reação que ocorre numa solução aquosa que contenha essas espécies químicas, no estado padrão. b) Na reação representada, indicar a espécie que age como oxidante e a que age como redutora. 800. (Fuvest) Considerando os seguintes dados: Semi-equação do eletrodo
Eº
redução (volt)
½ Cl2(g) + e Cl (aq)
+ 1,36
H+(aq) + e- ½ H2(g)
zero
-
-
Descreva a equação química completa do processo de descarga que se efetua na pilha constituída por esses dois eletrodos, no estado padrão.
www.alcidesquimica.com.br
134
Alcides Ribeiro – Curso Especial de Química 801. (Unicamp/2000) Uma alternativa promissora para os motores de combustão são as celas de combustível que permitem, entre outras coisas, rendimentos de até 50% e operação em silêncio. Uma das promissoras celas de combustível é a de hidrogênio, mostrada no esquema a seguir:
Nessa cela, um dos compartimentos é alimentado por hidrogênio gasoso e o outro, por oxigênio gasoso. As semireações que ocorrem nos eletrodos são dadas pelas equações: Ânodo: H2(g) = 2H+ + 2eCátodo: O2(g) + 4H+ + 4e- = 2 H2O a) Por que se pode afirmar, do ponto de vista químico, que essa cela de combustível é não-poluente? b) Qual dos gases deve alimentar o compartimento X? Justifique. c) Que proporção de massa entre os gases você usaria para alimentar a cela de combustível? Justifique.
Gabarito : 135
www.alcidesquimica.com.br
Alcides Ribeiro – Curso Especial de Química 793. E 794. C 795. C 796. E E C C C 797. E 798. D 799. a) Sn2++ 2Ce4+ Sn4+ + 2Ce3+ b) Redutor Sn2+ e oxidante Ce4+ 800. 1/2H2(g) + 1/2 Cl2(g) H+(aq) + Cl-(aq) 801. a) Porque o único produto é a água. b) O gás H2, porque é onde ocorre a oxidação (ou onde o H2 se transforma em H+) e, portanto, é onde os elétrons são liberados. c)
1 g de H2 : 8 g de O2, pois a relação
estequiométrica da reação é 1 mol de H2 reage com 1/2 mol de O2.
www.alcidesquimica.com.br
136