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

Considere a célula eletroquímica abaixo.

A diferença de potencial elétrico da célula é dada por: E= 0,5580 + 0,05916 log([Ag⁺]), em Volts.

Na titulação de 30mL de uma solução de KCI 0,4M foi usada uma solução de AgNO₃ 0,15M. Sabendo que a diferença de potencial elétrico foi medida pela célula acima, assinale a opção que apresenta o valor da diferença de potencial elétrico, em Volts, após a adição de 20ml da solução de AgNO₃.

Dado: K_PS,AgCI = 1,8 x 10^-10

Nas pilhas ocorrem algumas reações químicas capazes de produzir espontaneamente corrente elétrica. O processo inverso em que a passagem de corrente elétrica, através de um sistema líquido onde existem íons, produz reações químicas não é espontâneo, denomina-se eletrólise, tendo sido estudado, pela primeira, vez por Faraday, em meados do século XIX. “A eletrólise do fluoreto de prata aquoso em meio ácido produz _______ de prata em 1 h com corrente elétrica de 10 A, gás oxigênio e força eletromotriz externa mínima necessária para que ocorra o processo sob condições-padrão de ______.”

Assinale a alternativa que completa correta e sequencialmente a afirmativa anterior.

Na área de estudo da potenciometria, sabe-se que o eletrodo indicador é um dispositivo que, imerso na solução contendo o analito, desenvolve um potencial, que depende da atividade do analito. A maioria dos eletrodos indicadores empregados na potenciometria é seletiva em sua resposta.

Um eletrodo que é classificado como eletrodo indicador é o

Considere a pilha de Daniell formada por eletrodos de zinco e cobre imersos em soluções aquosas de ZnSO₄ e CuSO₄, ambas na concentração de 1 mol/L (mol por litro). Os eletrodos se encontram interligados por uma ponte salina, conforme mostra a figura abaixo.

As semirreações que descrevem o processo de oxirredução estão descritas a seguir.

Cu²⁺ (aq) + 2e^- → Cu(s)

Zn²⁺ (aq) + 2e^- → Zn(s)

E⁰_red = + 0,34 V (volts)

E⁰_red = - 0,76 V (volts)

Para o processo descrito, analise as afirmativas abaixo e dê valores Verdadeiro (V) ou Falso (F).

( ) O eletrodo de zinco sofre oxidação e o eletrodo de cobre sofre redução.

( ) A reação de oxidação ocorre no cátodo e reação de redução ocorre no ânodo.

( ) O diagrama de célula do processo é Zn (s)|Zn²⁺(aq)||Cu²⁺(aq)|Cu (s).

( ) Os elétrons fluem do ânodo para o cátodo.

( ) A reação global da pilha é Cu(s) + Zn2+(aq) → Cu²⁺(aq) + Zn(s) e a diferença de potencial é 1,10 V (volts).

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de cima para baixo.

Uma bateria utilizada em carros elétricos é a de sódio-enxofre, que funciona segundo as seguintes semirreações:

2 Na⁺(eletrólito) + 2 e^– → 2 Na(l) Eº = – 2,71 V

S₈ (l) + 16 e^– → 8 S^2–(eletrólito) Eº = – 0,51 V

O potencial padrão dessa bateria e o número de elétrons transferidos para cada molécula S₈(l), são, respectivamente,

Níquel e ouro são metais utilizados para recobrir peças de adorno pessoal, como pulseiras, anéis, brincos etc. Durante 30 min, um sistema de eletrodeposição funcionou em corrente de 0,1 A em duas células eletrolíticas em série, uma contendo solução de Ni(NO₃)₂ e a outra, contendo solução de Au(NO₃)₃, no recobrimento dessas peças.

Considerando a constante de Faraday 9,65 x 10⁴ C.mol^–1, a massa máxima de níquel e ouro depositadas nesse período de funcionamento do sistema foi, respectivamente, de, aproximadamente,

Sejam dadas as reações no equilíbrio envolvidas nos processos de carga e descarga de uma bateria chumbo-ácido e seus respectivos potenciais padrão de eletrodo versus EPH (Eº) ou constantes de dissociação ácidas (K_a), todos a 25 °C.

Semirreações principais: _______________________________________ Eº (V)

i. PbSO₄(s) + 2e⁻ ⇌ Pb(s) + SO${}_4^{2-}$ (aq) ___________________________ −0,36

ii. PbSO₄(s) + H⁺(aq) + 2e⁻ ⇌ Pb(s) + HSO${}_4^{-}$ (aq) ___________________ −0,30

iii. PbO₂(s) + HSO${}_4^{-}$ (aq) + 3H⁺(aq) + 2e⁻ ⇌ PbSO₄(s) + 2H₂O(ℓ) ________ 1,63

iv. PbO₂(s) + SO${}_4^{2-}$ (aq) + 4H⁺(aq) + 2e⁻ ⇌ PbSO₄(s) + 2H₂O(ℓ) ________ 1,69

Semirreações secundárias:

v. 2H⁺(aq) + 2e⁻ ⇌ H₂(g) ________________________________________ 0,00

vi. O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e⁻ ⇌ 2H₂O(ℓ) _______________________________ 1,23

Reações de equilíbrio ácido-base: _________________________________ K_a

vii. H₂SO₄(aq) ⇌ H+(aq) + HSO${}_4^{-}$ (aq) _____________________________ grande

viii. HSO${}_4^{-}$ (aq) ⇌ H⁺(aq) + SO${}_4^{2-}$ (aq) _____________________________ 1×10⁻²

Sabe-se que a bateria converte Pb e PbO2 em PbSO4 na descarga e que, em condições normais, o pH da solução eletrolítica é menor que 1.

A respeito dessa bateria, foram feitas as seguintes afirmações:

I. Em condições normais, durante a descarga, a semirreação principal que ocorre no ânodo é a i e, no cátodo, é a iv.

II. Em condições normais, o potencial da bateria no equilíbrio pode ser representado por E = 1,93 − 0,06pH + 0,06log[HSO${}_4^{-}$].

III. Em condições padrão, a eletrólise da água sempre acontece.

IV. Em pH ∼ 2, os potenciais das semirreações secundárias igualam-se aos potenciais das semirreações principais do ânodo e do cátodo, respectivamente, portanto a eletrólise da água não ocorre quando o eletrólito tem pH > 2.

Considerando apenas argumentos baseados no equilíbrio termodinâmico a 25 °C, está(ão) ERRADA(S) apenas a(s) afirmação(ões)

Assinale a opção que apresenta a afirmação ERRADA sobre processos de oxidação e redução.

Considere a pilha galvânica Cd(s)|Cd(NO₃)₂(aq)||AgNO₃(aq)|Ag(s).

Os potenciais-padrão de redução, de cada meia-célula, em relação ao Eletrodo Padrão de Hidrogênio são dados abaixo:

Cd²⁺(aq) + 2e^- $\to$ Cd(s) Eº = -0,402 V

Ag⁺(aq) + e- $\to$ Ag(s) Eº = +0,799 V

Sabe-se que o potencial padrão de redução do eletrodo de calomelano em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio é +0,268 V.

Assim, assinale a opção que apresenta o potencial de redução do cátodo da pilha supracitada em relação ao eletrodo de calomelano, em Volts.

Nas reações químicas podem ocorrer a oxidação, quando uma substância ou espécie perde elétrons, e a redução, quando uma substância ou espécie ganha elétrons. A seguir, tem-se o exemplo de uma reação redox:

3MnO₂ + KClO₃ + 6KOH $\to$ 3K₂MnO₄ + KCI + 3H₂O

Com base nisso, analise as afirmativas abaixo, colocando V (verdadeiro) ou F (falso) e assinalando a seguir a opção correta.

I- A variação no número de oxidação do manganês, Mn, muda de +4 para +6, perdendo dois elétrons.

lI- Nenhuma espécie ou substância sofre redução nesta reação.

Ili- O CI⁵⁺ é um agente oxidante, já o Mn⁴⁺ é o agente redutor.

IV- A equação não está eletronicamente balanceada.

Sobre os diferentes tipos de corrosão ocasionados pela interação entre as solicitações mecânicas e o ambiente, marque a opção correta.

Ao analisar a passagem da corrente elétrica por um circuito condutor, é possível identificar vários fenômenos, tais como: fisiológico, térmico, luminoso, magnético e químico. Para explorar esse tema em sala de aula, uma professora realizou um experimento, para o qual usou:

➢ 01 gerador de tensão contínua com dois eletrodos, um auxiliar e um de trabalho (tensão: 25 volts; intensidade de corrente: 5,0 ampères).

➢ 250 ml de água deionizada.

➢ 75g de sulfato de cobre.

➢ 01 peça de metal (uma chave).

➢ Pedaço de cobre.

Ao montar o experimento, a professora conectou a chave (cátodo) e o pedaço de cobre (ânodo) aos eletrodos da fonte de alimentação contínua e os mergulhou na solução eletrolítica. Depois de cerca de um minuto, foi possível observar o efeito da corrente elétrica neste circuito condutor.

Considerando os efeitos da corrente elétrica no experimento descrito, é CORRETO afirmar que, após um minuto, a turma observou

A pilha de Daniell foi criada pelo químico e meteorologista John Frederic Daniell em 1836. Era composta de um eletrodo de cobre, um eletrodo de zinco e uma ponte salina, que pode ser representada como Zn°/Zn2+//Cu2+/Cu°. Referente a esse sistema, é correto afirmar que:

A figura abaixo é uma representação de uma célula voltaica de Alumínio e Ferro e os seus respectivos potenciais de redução em água a 25°C.

Al⁺³ + 3e → Al ___E⁰ = - 1,66 V

Fe²⁺ + 2e → FeE⁰ = -0,44 V

Ao fechar o circuito, acionando a chave, pode-se afirmar que:

A fabricação da barrilha, da soda cáustica e do cloro constitui um dos processos químicos mais importantes em termos industriais. Estes produtos são quase completamente vendidos à indústria para a fabricação de outros produtos. Em relação à indústria do cloro e dos álcalis, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

( ) O processo Solvay pode ser utilizado para a produção da barrilha utilizando amônia. A reação global do processo é: CaCO₃ + 2NaCl → Na₂CO₃ + CaCl₂.

( ) O bicarbonato de sódio (hidrogenocarbonato de sódio) é obtido mediante a refinação do bicarbonato de sódio bruto retido nos filtros do processo Solvay.

( ) O cloro e a soda cáustica podem ser preparados por métodos eletroanalíticos. Em uma cuba eletrolítica de mercúrio, o cloro gasoso é formado no cátodo móvel de mercúrio.

( ) O hipoclorito de sódio é fabricado pelo tratamento da solução de hidróxido de sódio pelo cloro gasoso.

A sequência está correta em

Duas formas de corrosão conhecidas são a corrosão galvânica e a corrosão eletrolítica. Sobre suas propriedades, marque a opção correta.

Nestes últimos anos, os alunos da EsPCEx têm realizado uma prática no laboratório de química envolvendo eletrólise com eletrodos inertes de grafite. Eles seguem um procedimento experimental conforme a descrição:

- Num béquer de capacidade 100 mL (cuba eletrolítica) coloque cerca de 50 mL de solução aquosa de sulfato de zinco (ZnSO₄) de concentração 1 mol·L^-1. Tome como eletrodos duas barras finas de grafite. Ligue-as com auxílio de fios a uma fonte externa de eletricidade (bateria) com corrente de 2 Ampères. Esta fonte tem capacidade para efetuar perfeitamente esse processo de eletrólise. Uma das barras deve ser ligada ao polo negativo da fonte e a outra barra ao polo positivo da fonte. Mergulhe os eletrodos na solução durante 32 minutos e 10 segundos e observe.

Considere o arranjo eletrolítico (a 25 ºC e 1 atm), conforme visto na figura a seguir:

Dados: 1 Faraday (F) = 96500 Coulomb (C) / mol de elétrons

Acerca do experimento e os conceitos químicos envolvidos são feitas as seguintes afirmativas:

I – Na superfície da barra de grafite ligada como cátodo da eletrólise ocorre a eletrodeposição do zinco metálico.

II – A semirreação de oxidação que ocorre no ânodo da eletrólise é Zn (s) Zn²⁺ (aq) + 2 e^- .

III – Durante o processo a barra de grafite ligada ao polo positivo da bateria se oxida.

IV – No ânodo da eletrólise ocorre uma reação de oxidação da hidroxila com formação do gás oxigênio e água.

V – A massa de zinco metálico obtida no processo de eletrólise será de 0,83 g.

Das afirmativas feitas, estão corretas apenas

Observe a figura abaixo e considere a seguinte reação de eletrólise de NaCI aquoso 1 mol L^-1:

Semicélula: 2Cl^-(aq) $\to$ Cl₂(g) + 2e^-

Semicélula: 2e^- + 2H₂O $\to$ H₂(g) + 2OH^-(aq)

Célula: 2H₂O(aq) + 2Cl^-(aq) $\to$ H₂(g) + Cl₂(g) + 2OH^-(aq)

Com base nas informações pode-se afirmar que:

Existem algumas formas de diminuir a corrosão de alguns materiais, dentre elas a utilização de revestimentos. Sendo assim, é correto afirmar que:

Quando dois materiais metálicos, com diferentes potenciais, estão em contato em presença de um eletrólito, ocorre uma diferença de potencial e a consequente transferência de elétrons. Tem-se, então, a corrosão: