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

Sobre a relação entre energia elétrica e transformação química, assinale a opção correta.

Para proteger o casco dos seus navios, a Marinha utiliza-se da proteção catódica. Assinale a opção que representa uma proteção catódica galvânica viável para o casco de aço carbono dos navios que navegam nos mares e oceanos e o valor do potencial-padrão da reação.

Dados de E° redução: I₂/21⁻ = +0,54V

Cu²⁺/Cu = +0,34V

Sn²⁺/sn = -O, 14V

Fe²⁺/Fe = -0,45V

Zn²⁺/zn = -O, 76V

Na⁺/Na = -2,71V

Na corrosão acontece um processo de destruição total, parcial, superficial ou estrutural de um material específico, geralmente metálico, causada por uma reação de oxirredução com o meio em que este se encontra. Para proteger um metal contra a corrosão podemos conectá-lo eletricamente a um ânodo de sacrifício.

A descrição correta desse ânodo

Leia o trecho de texto, atentando-se à substância inorgânica mencionada.

A eletrólise é um processo não espontâneo de descarga de íons, baseado na conversão de energia elétrica em química. A eletrólise da água salgada é um processo industrial importante para obtenção do hidrogênio, cloro e soda cáustica (NaOH). A equação global desse processo é dada por:

2 NaCl(aq) + 2 H2O → H2(g) + Cl2(g) + 2 Na+ + 2 OH-

LINS, Vinícius. A eletrólise e sua interdisciplinaridade no contexto do Ensino Médio. Disponível em: <https://bit.ly/34sdOeF>. Acesso em: 18 Jan. 2021.

Considerando a eletrólise aquosa apresentada, é possível constatar que no:

I- ânodo é formado o gás hidrogênio.

II- ânodo ocorre a produção de gás cloro.

III- cátodo ocorre a formação do gás oxigênio.

IV- polo negativo há a formação do gás cloro.

V- polo positivo há a produção de gás hidrogênio.

Está correto o que se afirma em:

“Em 1836, o químico inglês John Frederic Daniell construiu uma pilha usando metais e soluções aquosas de sais. A pilha funcionava a partir de dois eletrodos interligados. O eletrodo é, geralmente, um sistema constituído por um metal imerso em uma solução aquosa de um sal formado pelos cátions desse metal.”

Adaptado de: FONSECA, Martha Reis Marques. Química. São Paulo: Editora FTD, 2007. v. 2: Físico-Química. p. 276.

Considere a representação da notação química da pilha de Daniell (usando eletrodos de cobre e zinco), de acordo com a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC):

Zn (s) | Zn²⁺ (aq) (1 mol L^-1) || Cu²⁺ (aq) (1 mol L^-1) | Cu (s).

Dados os potenciais padrão de redução E⁰_Zn = - 0,76 V e E⁰_Cu = + 0,34 V, e considerando o funcionamento da referida pilha em condições padrão, afirma-se que

I – no eletrodo de cobre dessa pilha ocorre a corrosão da placa metálica de cobre.

II – a diferença de potencial (d.d.p.) teórica dessa pilha é de + 1,10 V.

III – nessa pilha os elétrons fluem no circuito externo, do eletrodo de zinco para o eletrodo de cobre.

IV – o símbolo de duas barras paralelas ( || ) representa a ponte salina (ou uma membrana porosa), cuja finalidade é manter as duas semicelas eletricamente neutras, por meio da migração de íons (corrente iônica).

V – a equação da reação global dessa pilha é Zn²⁺ (aq) + Cu (s) → Zn (s) + Cu²⁺ (aq).

Das afirmativas feitas, estão corretas apenas

A eletroquímica estuda a transformação de energia elétrica em energia química para a produção de substâncias, bem como a transformação de energia química em energia elétrica para a produção de trabalho elétrico. Quanto a estas transformações, é correto afirmar que

As células de combustível são dispositivos que convertem diretamente a energia química contida num combustível rico em hidrogênio em eletricidade e energia térmica, constituindo-se como uma das tecnologias de produção de energia elétrica mais promissoras.

Esquema de uma célula a combustível hidrogênio/oxigênio.

(Disponível em: http://qnint.sbq.org.br/novo/index.php?hash=conceito.32 Acesso em: 17/05/2020.)

Levando em consideração o funcionamento de uma célula a combustível esquematizado acima, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

( ) As células a combustível são células galvânicas nas quais a energia de Gibbs de uma reação química é transformada em energia elétrica (por meio da geração de uma corrente).

( ) A principal semelhança em relação às pilhas e baterias é o fato de, nas células a combustível, os reagentes já estarem armazenados no interior do sistema.

( ) Devido à dificuldade de se armazenar H₂, uma alternativa para alimentação das células a combustível é o metanol, que, por sua vez, apresenta a desvantagem de gerar CO e/ou CO₂ que são gases de efeito estufa.

( ) O combustível é reduzido de forma contínua no ânodo, enquanto oxigênio é oxidado no cátodo, produzindo água como produto final e energia elétrica.

Assinale a sequência correta.

O quadro lista alguns dispositivos eletrônicos que estão presentes no dia a dia, bem como a faixa de força eletromotriz necessária ao seu funcionamento.

Considere que uma bateria é construída pela associação em série de três pilhas de lítio-iodo, nas condições-padrão, conforme as semiequações de redução apresentadas.

I₂ + 2 e^- $\to$ 2I^- Eº = +0,54 V

Li⁺ + e^- $\to$ Li Eº = -3,05 V

Essa bateria é adequada para o funcionamento de qual dispositivo eletrônico?

Uma das formas de energia que tem para nós uma enorme relevância prática é a energia elétrica. Um dia sem a eletricidade da rede de abastecimento ou dos geradores disponíveis é inconcebível na nossa sociedade tecnológica. O ramo da química que trata da interconversão entre energia elétrica e energia química é a eletroquímica. Em relação aos conceitos da eletroquímica, assinale a alternativa correta.

Em relação à potenciometria, é correto afirmar:

Pilhas eletroquímicas são dispositivos com a capacidade de transformar energia química em energia elétrica, realizando reações espontâneas de oxirredução. A seguir são dispostas as semirreações de uma suposta pilha com eletrodos de magnésio e níquel:

$M{g}_{\left(aq\right)}^{2+}+2e^{-}\to M{g}_{\left(s\right)}△E°reduç\tilde{a}o=-2,375V$

$N{i}_{\left(s\right)}\to N{i}^{2+}$$\underset{(aq)}{+}$ $2e^{-}$ $\Delta E^{0}oxidaç\tilde{a}o=+0,24V$

Sobre esta pilha podemos afirmar que:

Dada a equação Fe + H₂SO₄ → FeS0₄ + H₂ qual é o elemento oxidante?

A pilha de lítio é usada em marca-passos implantados no interior da caixa torácica do paciente para controlar as batidas do coração por meio de impulso. Essa pilha é bastante leve, pesando apenas 25 g. Foi desenvolvida principalmente para ser utilizada em marca-passos, pois além de ter uma grande durabilidade (que pode chegar a até 10 anos), ela não solta gases que poderiam ser prejudiciais ao paciente, sendo fechada hermeticamente. Sua voltagem também é grande, variando de 2,8 V a 3,4 V. Sua constituição básica tem lítio metálico no ânodo e um complexo de iodo ou uma mistura de soluções, como por exemplo, o cloreto de sulfurila (SOCl₂) no cátodo. Esses dois eletrodos sólidos são separados por uma camada cristalina de iodeto de lítio, por onde a corrente elétrica passa do ânodo para o cátodo.

Adaptado. Pilhas e Baterias de Lítio. Pilha e Baterias de íon lítio (uol.com.br). (Acesso em 23 de Julho de 2021).

Com relação à pilha de lítio usada em marca-passos e as transformações nela ocorridas, assinale a alternativa correta.

É correto afirmar que a corrosão

São características da Eletrólise:

I - Reação espontânea.

II - Dividida em Ígnea e Aquosa.

III - Precisa de energia elétrica para ocorrer.

Está correto o que se afirma em:

A pilha de lítio, muito leve por conta da baixa densidade desse metal, foi utilizada inicialmente apenas em marca-passos cardíacos. As semirreações que ocorrem numa pilha de lítio podem ser descritas por:

Li⁺_(aq) + e^- → Li_(s)______E° = -3,04 V

I_2(s) + 2e^- → 2 I^-_(aq)___E° = +0,54 V

A diferença de potencial gerada por essa pilha, em volts, é igual a:

A oxirredução está presente em diversos processos de interesse para a indústria e a sociedade. As pilhas e as baterias, tão utilizadas em dispositivos eletrônicos, geram energia elétrica por meio do processo de oxirredução. Muitos metais são obtidos na forma pura por meio de reações de oxirredução. A oxirredução também tem grande importância na bioquímica, sendo empregada para explicar, inclusive, o envelhecimento do ser humano. Em relação às reações de oxirredução, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

( ) O magnésio metálico reage com ácido clorídrico para formar cloreto de magnésio e gás hidrogênio.

( ) As reações de combustão são consideradas reações redox, porque o oxigênio elementar é convertido em compostos de oxigênio.

( ) Uma solução de cloreto de ferro (II) não oxida o magnésio metálico.

( ) A soma dos coeficientes estequiométricos da reação entre alumínio com ácido bromídrico é 10.

A sequência está correta em

A cidade de Maceió possui uma atmosfera muito agressiva, favorecendo o processo de corrosão. Fatores como alta taxa de insolação, velocidade dos ventos, maresia e alto teor de umidade contribuem para esse fenômeno. As seguintes reações, escritas na forma de meias-reações de redução, representam os processos envolvidos na corrosão.

𝑭𝒆^𝟐+(𝒂𝒒) + 𝟐𝒆⁻ → 𝑭𝒆 (𝒔) 𝑬^𝒐 = −𝟎, 𝟒𝟒 𝑽

𝑶_𝟐 (𝒈) + 𝟐 𝑯_𝟐𝑶 (𝒍) + 𝟒𝒆⁻ → 𝟒 𝑶𝑯⁻ (𝒂𝒒) 𝑬^𝒐 = 𝟎, 𝟖𝟐 V

Considere as afirmativas abaixo relativas ao processo de oxidação-redução.

I) A reação anódica é uma reação de oxidação que conduz à corrosão do metal.

II) O processo total de corrosão do ferro é espontâneo e tem potencial de +0,38V.

III) A umidade favorece a oxidação do ferro.

IV) A ocorrência de poluentes industriais na atmosfera, tais como o SO₂, contribui para a aceleração da corrosão pela possibilidade da presença do ácido sulfúrico no ambiente.

V) Metais com potenciais-padrão de redução mais positivos que o do ferro são indicados para serem utilizados como eletrodos de sacrifício, isto é, eles oxidam-se preferencialmente ao ferro.

Estão corretas,

Nos últimos anos, muitas tragédias relacionadas à falta de manutenção preventiva nos edifícios, museus e demais construções foram noticiadas no país. Nesse sentido, torna-se importante a presença do Corpo de Bombeiros Militar na vistoria das construções, especialmente as antigas, garantindo a segurança de todos. A vistoria nas estruturas metálicas das construções merecem plena atenção devido ao fenômeno mais pronunciado da corrosão que ocorre nos metais. Quando o ferro das estruturas fica exposto ao ar úmido, ocorrem reações do metal com o meio.

As semirreações de redução a seguir descrevem como pode ocorrer esse processo reacional:

Fe²⁺(aq) + 2e- → Fe(s) E⁰ = - 0,44 V

O₂ (g) + 4H⁺ (aq) + 4e- → 2H₂ O (l) E⁰ = + 1,23 V

Em uma suposta pilha formada pelas duas semirreações, qual substância atuaria como agente redutor?

A eletroquímica é o estudo da interação entre a eletricidade e as reações químicas. A transferência de elétrons de uma espécie para outra é um dos processos fundamentais que permitem a vida, a fotossíntese, as células a combustível e a purificação de metais. Compreender como os elétrons são transferidos nos permite determinar modos de usar as reações químicas para gerar eletricidade e usá-la para produzir reações químicas. Sobre as pilhas, é INCORRETO afirmar que: