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

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).

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

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.

Uma das formas de proteção de estruturas de ferro da corrosão consiste na proteção da superfície do metal da exposição ao ar e à água por meio de seu revestimento com uma película contínua de zinco ou cromo. No caso do zinco, a proteção se dá porque

Considere os dados de potenciais padrão de redução, a 25 °C, apresentados na tabela a seguir.

(BROWN, T. L.; LEMAY, H. E.; BURSTEN, B. E.; MURPHY, C. J.; WOODWARD, P. M. Química: a ciência central. São Paulo: Pearson, 2019).

Um estudante propõe o seguinte experimento didático:

Etapa I: Construir uma célula galvânica utilizando eletrodos de prata e ferro metálico, ambos em soluções aquosas de seus respectivos íons.

Etapa II: Utilizar a energia elétrica gerada por essa pilha para promover a eletrólise aquosa de uma solução de CuSO₄(aq), empregando eletrodos inertes.

Com base nos dados fornecidos e nos princípios da Eletroquímica, analise as afirmações a seguir.

I. Na célula galvânica da Etapa I, o ferro atua como ânodo e a reação global é espontânea.

II. O potencial padrão da pilha formada na Etapa I é suficiente para promover a redução de Cu²⁺ a Cu(s) durante a eletrólise da Etapa II.

III. Na eletrólise aquosa da solução de CuSO₄, ocorre deposição de cobre metálico no cátodo.

Assinale a alternativa INCORRETA.

A determinação de ferro (Fe²⁺) em amostras de água pode ser realizada por titulometria de oxirredução utilizando solução padrão de permanganato de potássio (KMnO₄) em meio ácido. Nessa reação, o íon permanganato (MnO₄⁻) é reduzido a Mn²⁺, enquanto o ferro (Fe²⁺) é oxidado a Fe³⁺, conforme a equação balanceada em meio ácido:

$Mn{O}_4^{-}+5F{e}^{2+}+8H^{+}\to M{n}^{2+}+5F{e}^{3+}+4H_{2}O$

Uma amostra de 50,0 mL contendo Fe²⁺ consumiu 10,0 mL de solução 0,020 mol/L de KMnO₄ até o ponto final. Com base nos princípios da titulometria redox, assinale a alternativa que apresenta corretamente a concentração de Fe²⁺ na amostra.

A bateria de chumbo é comumente utilizada em automóveis. As espécies químicas envolvidas na reação que ocorre nessa bateria estão presentes nas seguintes semirreações de redução:

Em relação a esse tipo de bateria, a diferença de potencial padrão, em volts, e o ânodo correspondente são, respectivamente,

As pilhas eletroquímicas convertem energia química em energia elétrica, por meio de reações espontâneas de oxidação e redução. Observe os seguintes potenciais-padrão de redução a 25 °C:

Considerando-se a pilha constituída pelos eletrodos de zinco e cobre, nas condições padrão, assinale a alternativa que apresente, corretamente, o valor da força eletromotriz, (E° da pilha).

A queima de hidrogênio utilizado como combustível verde é um exemplo de oxirredução, em que o comburente é o único cuja valência é alterada.

A famosa Pilha de Daniell, amplamente descrita em livros didáticos de Química, é constituída, entre outros componentes, por um eletrodo de cobre metálico imerso em uma solução contendo íons cúpricos, e por um eletrodo de zinco metálico imerso em uma solução contendo íons zinco. Os eletrodos podem classificações distintas, de acordo com sua natureza, e na Pilha de Daniell

Em uma atividade investigativa sobre eletroquímica, os alunos tiveram que analisar os fatores que influenciam a corrosão de metais no cotidiano. Para isso, utilizaram placas zincadas, pregos de ferro, além de recursos simples, como lixas, soluções salinas caseiras, água filtrada, limão, cobre retirado de fios e uma bateria comum de 9 V. A atividade integrou observação experimental, construção de modelos explicativos e registro em portfólio, culminando com uma roda de discussão e um instrumento avaliativo individual com itens abertos. O professor também forneceu aos alunos uma tabela simplificada da série eletroquímica, contendo potenciais-padrão de redução (E°), a 25 °C, 1 atm e 1 mol/L, de Fe²⁺/Fe, Cu²⁺/Cu e Zn²⁺/Zn, mostrada a seguir.

No que se refere à eletroquímica e ao uso adequado de recursos didáticos e princípios de ensino e avaliação em química, assinale a opção correta.

Uma célula galvânica utilizada para monitoramento de corrosão consiste em um eletrodo de ferro (Fe²⁺ /Fe) e um eletrodo de prata (Ag⁺ /Ag), ambos operando em condições padrão. Considerando o funcionamento espontâneo da célula, a diferença de potencial padrão entre os dois eletrodos da célula em questão, (E°), em volts, é igual a:

Dados:

E°(Fe²⁺ /Fe) = –0,44 V

E°(Ag⁺ /Ag) = +0,80 V

Em um laboratório de eletroquímica, um químico analisa o desempenho de uma pilha galvânica formada pelos semicélulas Zn²⁺/Zn e Cu²⁺/Cu, operando em condições padrão. Durante o funcionamento do sistema, são observadas variações na diferença de potencial elétrico ao longo do tempo, associadas ao consumo dos reagentes e às condições do meio eletrolítico.

No âmbito dos fundamentos teóricos e experimentais relacionados às pilhas eletroquímicas, assinale a alternativa correta.

Na eletrólise ígnea do cloreto de sódio (NaCI), o sal é fundido e submetido à passagem de corrente elétrica contínua. Nesse processo, ocorre:

Uma joalheria utiliza metais mais baratos e os recobre com metais preciosos, como o ouro, para deixá-los mais atraentes ao comprador e mais resistentes à corrosão. Em um processo de eletrodeposição, um colar de prata foi revestido com 2,364 g de ouro, proveniente de uma solução eletrolítica que contém íons Au³⁺.

Se a intensidade da corrente elétrica utilizada foi de 19,3 A, quantos minutos, aproximadamente, durou a eletrodeposição?

Dados: massa atômica do Au = 197 u; F = 96.500 C/mol.

A reação não balanceada Fe + Cu(SO₄) → Fe₂(SO₄)₃ + Cu é uma reação de oxirredução, em que o agente redutor é o ferro.