Questões de Concurso sobre Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

É possível obter níquel metálico com elevado grau de pureza através do processo de eletrodeposição. Nesse processo, utiliza-se uma célula eletrolítica com intensidade de corrente de 10 A e solução aquosa de NiSO₄ .

Após uma hora de operação desse processo, a massa, em gramas, de níquel metálico formado corresponde a, aproximadamente,

Dadas as afirmativas sobre as propriedades termodinâmicas de espécies iônicas em solução,

I. Pela lei limite de Debye–Hückel, ao se aumentar a força iônica do meio, a blindagem eletrostática diminui, de modo que o alcance das interações coulombianas entre íons aumenta; além disso, os coeficientes de atividade afastam-se menos do ideal em soluções mais concentradas.

II. A equação de Born permite estimar a energia de Gibbs de solvatação de um íon, tratando-o como uma esfera carregada em um contínuo dielétrico; assim, a solvatação torna-se mais favorável (ΔG mais negativo) quanto maior o módulo da carga do íon e quanto maior a constante dielétrica do solvente, e torna-se menos favorável quanto maior o raio iônico efetivo.

III. A equação de Nernst relaciona o potencial de uma pilha à composição do sistema reacional, por meio de uma medida de “tendência” baseada em atividades; em soluções suficientemente diluídas, essas atividades podem ser aproximadas por concentrações, enquanto, em meios mais concentrados, essa aproximação falha e o potencial reflete os desvios de idealidade.

verifica-se que está/ão correta/s

Uma indústria de tratamento de superfícies metálicas utiliza um processo eletroquímico para proteger peças de aço contra corrosão por meio de deposição de cobre metálico. O processo ocorre em uma célula eletrolítica, contendo solução aquosa de CuSO4 0,50 mol/L. A peça de aço funciona como cátodo, enquanto um eletrodo inerte de platina é utilizado como ânodo.

Durante a operação, uma corrente elétrica constante de 4,82 A é aplicada por 40 minutos. Considere:

1. constante de Faraday (F) = 96.500 C/mol
2. massa molar do cobre (Cu) = 63,5 g/mol
3. reação que ocorre no cátodo: Cu${}_{\left(aq\right)}^{2+}$ + 2 e⁻ → Cu_(s)

Despreze reações paralelas e considere eficiência de corrente igual a 100%.

Com base nessas informações, qual é a massa aproximada de cobre depositada sobre a peça metálica ao fim do processo?

No laboratório escolar, um vídeo mostra que o potássio reage de forma mais intensa que o sódio em água. Marque a alternativa correta sobre esse resultado.

O valor do potencial-padrão da célula eletroquímica em questão é menor que 0,3 V.

TECNOLOGIA VERDE: BACTÉRIAS AJUDAM A EXTRAIR METAIS RAROS DE BATERIAS VELHAS

Cientistas utilizam bactérias para extrair metais, como zinco, níquel, cobalto e manganês, de baterias velhas no desenvolvimento de tecnologia verde, que engloba inovações tecnológicas desenvolvidas para minimizar o impacto ambiental.

Adaptado de oglobo.globo.com, 27/08/2024.

Dentre os metais citados na notícia, o que apresenta o elétron diferenciador 3d⁵, em seus átomos no estado fundamental, é:

Em relação a pilhas, eletrólise e corrosão, analise as assertivas abaixo:

I. Em uma pilha galvânica, a reação global é espontânea, e os elétrons fluem do ânodo para o cátodo pelo circuito externo.

II. Na eletrólise aquosa de uma solução de CuSO₄ com eletrodos inertes, ocorre deposição de cobre metálico no cátodo e oxidação da água no ânodo.

III. Na proteção catódica, o metal que é oxidado à medida que protege o cátodo é denominado ânodo de sacrifício.

IV. No ferro galvanizado, o ferro é protegido da corrosão mesmo após o revestimento da superfície ser rompido.

Quais estão corretas?

Uma célula voltaica é baseada nas reações abaixo:

E⁰ para Cd 2+ +2e− ⇌Cd(s)= −0,403 V

E⁰ para Sn 2+ +2e−⇌Sn(s)= −0,136 V

Considerando as reações apresentadas, analise as assertivas abaixo:

I. O cádmio metálico é um agente redutor mais forte que o estanho metálico, o que implica que a reação Cd(s)+Sn2+ (aq)→Cd 2+ (aq)+Sn(s) é um processo espontâneo sob condições padrão.

II. Em condições padrão, o eletrodo de estanho funciona como cátodo, pois o par Sn²⁺/Sn possui potencial padrão de redução maior que o par Cd²⁺/Cd.

III. O valor da força eletromotriz padrão da célula formada por cádmio e estanho é positivo, sendo igual a +0,267 V.

Quais estão corretas?

Durante o balanceamento de equações de oxirredução em meio aquoso, o candidato precisa calcular corretamente o número de oxidação (NOX) de átomos em espécies neutras e iônicas.

O cálculo do NOX é uma etapa anterior à identificação de agente oxidante e redutor, e depende de regras operacionais para elementos em compostos.

Considere a espécie íon sulfato, SO₄²-, frequentemente presente em sais e soluções, e complete a lacuna a seguir:

"O número de oxidação do enxofre no íon sulfato (SO₄²-) é ________."

Assinale a alternativa CORRETA:

A eletrólise de uma solução aquosa de sulfato de cobre (CuSO₄) é realizada utilizando eletrodos inertes de platina. Durante o processo, observa-se a formação de um depósito sólido em um dos eletrodos e o desprendimento de gás no outro. Os potenciais-padrão de redução são:

Com base nas informações apresentadas, é correto afirmar que

Em uma reação de oxirredução em equilíbrio químico, as velocidades das reações de oxidação e redução são diferentes, já que os elétrons são transferidos entre espécies químicas distintas.

Um processo corrosivo consiste na ocorrência simultânea de pelo menos uma reação de oxidação e pelo menos uma reação de redução.

O potencial padrão de redução do par Cu²⁺/Cu⁺ é igual a +0,153 V em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio (EPH). O eletrodo de referência Ag/AgCl (KCl sat.) apresenta potencial de redução igual a +0,197 V em relação ao EPH.

I. Cu²⁺(aq) + e⁻ → Cu⁺(aq) E° = +0,153 V

II. AgCl(s) + e⁻ → Ag(s) + Cl⁻(aq) E° = +0,197 V

Assim, o potencial padrão de redução do Cu²⁺/Cu⁺ em relação ao eletrodo Ag/AgCl (KCl sat.) é

O esquema precedente ilustra o funcionamento de uma bateria de íons lítio, muito usada em eletrônicos portáteis, veículos elétricos, sistemas de armazenamento de energia renovável e equipamentos industriais, devido à sua alta densidade energética, leveza e longa vida útil. Essa bateria sustenta grande parte da tecnologia moderna e continua se expandindo para novos setores.

Considerando a ilustração e as informações precedentes, assinale a opção correta em relação à reação de descarga.

Em uma série isoeletrônica, o raio iônico diminui com o aumento da carga nuclear efetiva, razão pela qual o raio de O²⁻ é maior que o de F⁻, cujo raio, por sua vez, é maior que o de Na⁺.

A eletroquímica estuda as transformações químicas que envolvem transferência de elétrons, fenômeno essencial em processos naturais, industriais e laboratoriais. Nessas reações, denominadas oxirredução, a identificação dos agentes redutor e oxidante exige a análise dos números de oxidação e das transformações químicas envolvidas, sendo fundamental para compreender a direção e o mecanismo dessas reações.

MASTERTON, W. L.; HURLEY, C. N. Química: princípios e reações. Rio de Janeiro: LTC, 2015. (adaptado).

Durante uma aula prática, foi observada a seguinte reação envolvendo compostos de mercúrio e estanho:

$2HgC{l}_{2(aq)}+SnC{l}_{2(aq)}\rightleftharpoons H{g}_{2}C{l}_{2(s)}+SnC{l}_{4(aq)}$

Considerando os números de oxidação, os agentes redox envolvidos e a natureza das espécies formadas, assinale a alternativa CORRETA.

As titulações de oxirredução baseiam-se na transferência de elétrons entre o titulante e o analito, sendo amplamente utilizadas para a determinação de metais e compostos orgânicos. Considerando os princípios da permanganometria e da iodometria, analise as afirmativas a seguir.

I.Na permanganometria, o íon permanganato atua como o próprio indicador da titulação, apresentando uma coloração violeta intensa que desaparece no ponto final em meio ácido.

II.O amido é utilizado como indicador em titulações que envolvem iodo, formando um complexo de coloração azul escura que facilita a detecção visual do ponto final.

III.O potencial de eletrodo padrão do titulante deve ser numericamente inferior ao potencial do analito para garantir que a reação ocorra de forma espontânea e rápida.

Está correto o que se afirma em:

Um eletrodo contendo a meia-reação:

Esse eletrodo é conectado a um eletrodo de referência Ag/AgCl (KCl sat.), cujo potencial padrão de redução é +0,197 V em relação ao EPH. Ao montar a célula eletroquímica, o potencial medido no voltímetro para o par Cu²⁺/Cu⁺ versus Ag/AgCl (KCl sat.) foi igual a -0,044V.

Determine o potencial padrão de redução do par Cu²⁺/Cu⁺ em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio (EPH).

Ao se adicionar a um sistema em equilíbrio redox uma substância que aumenta a concentração da espécie oxidada, o princípio de Le Chatelier prevê deslocamento do equilíbrio no sentido da formação da espécie reduzida.

Na proteção catódica, o ânodo de sacrifício é usado para proteger a estrutura metálica.