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

Entre os metais apresentados na tabela, o ferro é o mais facilmente oxidável.

As pilhas de combustíveis são muito utilizadas em veículos espaciais. Essas pilhas apresentam três compartimentos, que são separados uns dos outros por eletrodos porosos e inertes. O hidrogênio é injetado em um compartimento, e o oxigênio em outro. Esses gases se difundem e reagem em uma solução eletrolítica de caráter básico no compartimento central. As semirreações desse processo são as seguintes:

• Semirreação 1: 2 H₂ + 4 OH^– → 4 H₂O

• Semirreação 2: O₂ + 4 H₂O → 4OH^–

• Reação global: 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O

De acordo com as semirreações e a reação global, quantos mols de elétrons estão envolvidos no processo redox?

A eletrocoagulação se caracteriza pela eletrólise realizada com anodos de sacrifício, como ocorre, por exemplo, com o alumínio e o ferro. A passagem de corrente elétrica através deles provoca a sua dissolução conforme as reações:

A$\ell$ (s) → A$\ell$ ³⁺ + 3 e^-

Fe(s) → Fe²⁺ + 2 e^-

Considerando a constante de Faraday 96500 C.mol^-1 , a perda de massa que ocorrerá em um ânodo de sacrifício de alumínio (massa molar 27 g.mol^-1 ) após a eletrólise de 1,0 hora sob corrente de 1,0 ampere, será de, aproximadamente,

Considere a seguinte estrutura de uma célula de combustível hidrogênio/oxigênio, na qual ocorre a reação entre os gases H₂ e O₂.

(http://www.usp.br/portalbiossistemas/?p=4316. Adaptado)

Para cada molécula de produto obtido nessa célula, é transferido do ânodo para o cátodo o total de

No século XVIII as transformações químicas foram atreladas a um “princípio material da inflamabilidade”, que ficou conhecido como flogisto. Assim, segundo esse princípio, em reações como a combustão de matéria orgânica ou a queima de metais, ocorria a liberação de flogisto, indicada pela presença de luz e calor.

Atualmente tais processos podem ser classificados como reações de

Os métodos eletroquímicos que se baseiam na eletrólise realizada em tempo suficiente para a oxidação ou redução do analito, para um produto de composição conhecida, são a

Na química Eletro Analítica, os métodos eletroquímicos oferecem certas vantagens sobre os outros tipos de métodos analíticos. Preencha a lacuna e assinale a alternativa correta:

“A química eletro analítica compreende um conjunto de métodos _______________e___________________ baseados nas propriedades _________________de uma solução. São capazes de fornecer __________de__________ e um amplo __________________ de informações”.

Em função do potencial de redução de cada semirreação, a força eletromotriz é calculada subtraindo-se o potencial de redução da semirreação de oxidação do potencial de redução da semirreação de redução.

Uma célula de eletrólise que deposita ouro (a partir de Au⁺ (aq)) opera por 10 minutos com uma corrente de 2,30 A. Qual é a massa de ouro depositada? Considere: 1 F= 96485 C mol ^-1.

Toda célula eletroquímica é caracterizada por uma diferença de potencial ou força eletromotriz que, em condições padrão, é estimada a partir dos potenciais-padrão de redução de cada semirreação, subtraindo-se o potencial-padrão de redução do processo catódico do potencial-padrão de redução do processo anódico.

Na proteção catódica de dutos metálicos com base de ferro, o duto é conectado mediante cabeamento elétrico a outro metal mais fortemente oxidante, denominado de ânodo de sacrífico.

A eletrólise é um processo eletroquímico não espontâneo em que uma reação química ocorre devido à passagem de corrente elétrica por meio de uma fonte geradora. Na eletrólise aquosa do cloreto de sódio formam-se gás hidrogênio (H₂), gás cloro (Cl₂) e hidróxido de sódio (NaOH).

A reação de eletrólise é classificada como:

A oxidação dos grampos que sustentam as extremidades da ponte de determinado terminal náutico provocou o desabamento da estrutura, apontou o perito contratado para realizar a investigação. Esse é apenas mais um caso que demonstra a importância das manutenções preventivas e da consideração das reações eletroquímicas que levam à corrosão de estruturas metálicas, sobretudo em regiões litorâneas que estão sob a influência da maresia. Tratando-se de reações de oxirredução, observe as semirreações a seguir:

Mg²⁺ + 2e^– → Mg⁰ E°_red= –2,37 V

Fe²⁺ + 2e^– → Fe⁰ E°_red= –0,44 V

A partir das informações apresentadas, assinale a afirmativa correta.

A produção em larga escala das pilhas de prata ocorreu a partir da década de 1960. Atualmente, essas pilhas são muito utilizadas em marca-passos e implantes auditivos, pois são duráveis e produzem 1,6V. Uma pilha de prata pode ser representada como: Zn(s) | ZnO(s) | KOH(aq) | | Ag₂O(s) | Ag(s) | aço. Em relação ao ânodo dessa pilha, tem-se o seguinte fenômeno:

O Conselho Regional de Engenharia e Agronomia do Ceará divulgou o laudo técnico sobre o desabamento da varanda do edifício Versailles, em Fortaleza. Dois operários que consertavam a varanda morreram e um ficou ferido. De acordo com o estudo feito pelos engenheiros, a estrutura de sustentação da varanda estava ''totalmente oxidada por causa da ausência de manutenção preventiva na edificação''. Portanto, para evitar acidentes, é preciso considerar os efeitos das reações eletroquímicas e seus impactos na capacidade de carga dos metais.

Disponível em https://g1.globo.com/ceara/noticia/2015/03/oxidacao-causou-desabamento-de-varanda-de-predio-segundo-laudo.html. Acesso em: 11 de outubro de 2022. (Adaptado).

Tratando-se de reações de oxirredução, observe as semirreações a seguir:

Sn⁴⁺_(aq) + 2e^- → Sn²⁺_(aq)---------E°red= + 0,15V

Fe³⁺_(aq) + e^- → Fe²⁺_(aq)-----------E°red= + 0,77V

Considerando as semirreações, é CORRETO afirmar que a equação global balanceada da reação espontânea será:

Uma célula galvânica é constituída por um eletrodo de magnésio (Mg), mergulhado em uma solução 1,0 mol L^-1 de Mg²⁺, e por um eletrodo de prata (Ag), mergulhado em uma solução 1,0 mol L^-1 de Ag⁺. Dados os potenciais padrões de redução a seguir.

Ag⁺(aq) + e^-(aq) → Ag(s) E° = 0,80 V

Mg²⁺(aq) + 2e^-(aq) → Mg(s) E° = -2,37 V

Determina-se que o potencial padrão da célula em volts, a 25 °C, é

O balanceamento de equações químicas é a etapa mais importante no estudo prévio de reações químicas. Ele envolve o ajuste dos coeficientes estequiométricos, de modo que o número de átomos de cada elemento seja igual em ambos os lados da equação, ou seja, no lado do(s) reagente(s) e do(s) produto(s). Considere a equação a seguir.

Cu(s) + HNO₃(aq) → Cu(NO₃)₂(aq) + NO(g) + H₂O(l)

Balanceando-se a equação de oxirredução acima com algarismos inteiros, determina-se que o somatório de todos os seus coeficientes estequiométricos é igual a

O esquema mostra a pilha formada por eletrodos de níquel e cobre. O quadro da sequência traz os potenciais-padrão de redução desses eletrodos.

Considerando a constante de Faraday igual a 9,65 × 10⁴ C.mol^–1, a energia livre de Gibbs para essa pilha é

Considere as duas semirreações abaixo:

Zn²⁺ _(aq) + 2e → Zn_(s) ; E^o = -0,76 V

AgBr(_s) + e → Ag_(s) + Br^- _(aq) ; E^o = +0,07 V

Com base nos seus potenciais padrões de redução, a reação global de oxirredução é

Sabe-se que a eletrólise é um processo não espontâneo, em que a corrente elétrica é produzida por um gerador, ocasionando, por conseguinte, uma reação química. Nesse processo, o íon submetido a eletrólise pode estar dissolvido em uma solução aquosa ou simplesmente no estado líquido. Se um sal do metal for submetido a eletrólise, ocorrerá a deposição do metal em um dos eletrodos e a formação de gás oxigênio no outro.

O caso descrito é um exemplo de eletrólise