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

De acordo com a tabela a seguir

Numa eventual pilha entre os metais mostrados acima, aquele que será sempre o agente redutor é o:

A volumetria de Oxi-redução é a análise quantitativa volumétrica baseada na reação de óxido redução – transferência de elétrons. Dentre seus métodos, destaca-se a iodatimetria, cujo titulante é uma solução padrão de

Assinale a opção que apresenta as espécies que sofrem oxidação e redução, respectivamente, na reação a seguir:

CuS_(s) + O_2(g) Cu_(s) + SO_2(g)

Uma empresa de galvanoplastia produz peças especiais recobertas com zinco. Sabendo que cada peça recebe 7 g de Zn, que é utilizada uma corrente elétrica de 0,7 A e que a massa molar do zinco é igual a 65 g/mol, qual o tempo necessário para o recobrimento dessa peça especial?

(Constante de Faraday: 1 F = 96500 C.mol⁻¹ )

Nessa reação, sofre redução o átomo de

A bauxita, constituída por uma mistura de óxidos, principalmente de alumínio (Al₂O₃) e ferro (Fe₂O₃ e Fe(OH)₃), é o principal minério utilizado para a produção de alumínio. Na purificação pelo processo Bayer, aproximadamente 3 toneladas de resíduo a ser descartado (lama vermelha) são produzidas a partir de 5 toneladas do minério. Com a alumina purificada, alumínio metálico é produzido por eletrólise ígnea.

Dados – M (g mol^-1 ): O = 16; Al = 27; Fe = 56.

A partir de 5 toneladas de minério, a quantidade (em toneladas) de alumínio metálico produzida por eletrólise ígnea é mais próxima de:

A ferrugem é um processo de corrosão conhecido que implica impacto econômico significativo. Estima‐se que até 20% do ferro produzido anualmente nos Estados Unidos é usado para repor objetos de ferro descartados por causa de danos de ferrugem. Sendo:

Fe²⁺(aq) + 2e^– → Fe(s) E⁰ _red = –0,44V.

Zn²⁺_(aq) + 2e^– → Zn(s) E⁰ _red = –0,76V.

O_2(g) + 4H⁺ _(aq) + 4e^– → 2H₂O_(l) E⁰ _red = 1,23V.

Acerca do exposto anteriormente, analise as afirmativas a seguir.

I. A redução de O₂ necessita de H⁺ , de forma que o aumento da concentração de H⁺ torna‐se a redução de O₂ menos favorável.

II. O Fe²⁺ formado no anodo é eventualmente mais oxidado a Fe⁺³, que forma o óxido de ferro III hidratado.

III.O Fe²⁺ é mais facilmente reduzido que Zn²⁺.

Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s)

Caso um componente esteja sujeito a esforços cíclicos em um meio capaz de atacar química ou eletroquimicamente o material exposto, verificam-se condições para a existência de

Um estudante do curso técnico em química utilizou um béquer de 100 mL ao qual adicionou solução de cloreto de sódio 3% e, logo após, fez a imersão parcial de uma lâmina de cobre conectada a uma lâmina de zinco por um fio condutor como ilustrado abaixo.

Dados:

I) Zn²⁺(aq) + 2e^- → Zn(s) ____________________E^o = - 0,76 V

II) H₂O(l) + O₂(g) + 2 e^- → 2 OH^- (aq) ____________E^o = + 0,40 V

É CORRETO afirmar que:

TEXTO I

Biocélulas combustíveis são uma alternativa tecnológica para substituição das baterias convencionais. Em uma biocélula microbiológica, bactérias catalisam reações de oxidação de substratos orgânicos. Liberam elétrons produzidos na respiração celular para um eletrodo, onde fluem por um circuito externo até o cátodo do sistema, produzindo corrente elétrica. Uma reação típica que ocorre em biocélulas microbiológicas utiliza o acetato como substrato.

AQUINO NETO, S. Preparação e caracterização de bioanodos para biocélula a combustível etanol/O₂. Disponível em: www.teses.usp.br. Acesso em: 23 jun. 2015 (adaptado).

TEXTO II

Em sistemas bioeletroquímicos, os potenciais padrão (E°’) apresentam valores característicos. Para as biocélulas de acetato, considere as seguintes semirreações de redução e seus respectivos potenciais:

2 CO₂ + 7 H⁺ + 8 e⁻→CH₃COO⁻ + 2 H₂O E°’ = -0,3 V

O₂ + 4 H⁺ + 4 e⁻→2 H₂O E°’ = 0,8 V

SCOTT, K.; YU, E. H. Microbial electrochemical and fuel cells: fundamentals and applications. Woodhead Publishing Series in Energy, n. 88, 2016 (adaptado).

Nessas condições, qual é o número mínimo de biocélulas de acetato, ligadas em série, necessárias para se obter uma diferença de potencial de 4,4 V?

Em um processo de eletrólise, uma corrente de 2,0 A passa por uma solução de íons de prata, durante 30 minutos, ocorrendo deposição de cobre no cátodo, segundo a reação a seguir:

Ag⁺ _(aq) + e ^-→ Ag_(s)

Qual massa de cobre, em gramas, foi depositada no cátodo? (Constante de Faraday: 9,65x10⁴C).

Considerando pilha Cd_(s)│Cd²+ _(aq)║Ni²⁺ _(aq)│Ni_(s) e os dados dos potenciais de redução em solução aquosa a 25ºC, a seguir: E°_Cd = -0,40V; E°_Ni = -0,25V.

Analise as afirmativas, identificando com “V” as VERDADEIRAS e com “F” as FALSAS, assinalando a seguir a alternativa CORRETA, na sequência de cima para baixo:

( ) Na reação da pilha o níquel atua como agente redutor e o cádmio como agente oxidante.

( ) O eletrodo de Cd é o anodo da pilha eletroquímica, no qual há oxidação; sendo assim, tem polaridade negativa.

( ) Considerando os dados dos potenciais padrões, o valor de E°_global a 25ºC é +0,15V, indicando que a reação é favorável aos produtos.

( ) Considerando os dados dos potenciais padrões, o valor de E°_global a 25ºC é -0,65V, indicando que a reação é favorável aos reagentes.

( ) O fluxo de elétrons, no circuito externo da pilha, flui do eletrodo de Ni para o eletrodo Cd.

As técnicas eletroanalíticas se baseiam em processos de ________onde as espécies eletroativas do meio oferecem resposta à aplicação de um _______para o monitoramento da corrente elétrica ou valor do potencial em comparação ao potencial de um eletrodo de referência. A ________e a _______são bastante utilizadas em análises de espécies eletroativas orgânicas e inorgânicas e na determinação seletiva de íons orgânicos e inorgânicos em solução, respectivamente. Assinale a alternativa que corresponde as palavras CORRETAS para cada respectivo espaço vazio.

A figura seguinte representa um experimento de eletrólise da água.

Com relação ao experimento, dentre as substâncias iniciais e as que foram formadas no processo de eletrólise da água, são consideradas substância simples, composta e mistura, respectivamente:

Deseja-se depositar uma camada de 0,85 g de níquel metálico no catodo de uma célula eletrolítica, mediante a passagem de uma corrente elétrica de 5 A através de uma solução aquosa de nitrato de níquel. Assinale a opção que apresenta o tempo necessário para esta deposição, em minutos.

Os mecanismos de proteção anticorrosiva conferidos por uma tinta ou sistema de pintura são definidos tomando-se 0 aço como substrato de referência. O mecanismo básico de proteção de uma tinta rica em zinco que protege catodicamente um metal através da adição de outro que lhe seja anódico, denomina-se mecanismo

Com relação às características de um eletrodo de referência ideal, é INCORRETO afirmar que

“O cromo pode ser liberado para o ambiente por meio de resíduos originados de um amplo número de processamentos industriais, incluindo a indústria curtumeira, têxtil e de metalurgia do ferro, aço e outros metais. Dentre as formas normalmente encontradas na natureza, o cromo hexavalente apresenta-se como cromatos e dicromatos (CrO${}_4^{2-}$ e Cr₂O${}_7^{2-}$), os quais são tóxicos e mutagênicos, solúveis em uma ampla faixa de pH e geralmente móveis no sistema solo/água. O cromo trivalente apresenta-se na forma do cátion Cr³⁺ e do ânion CrO${}_{\overline{2}}$ , sendo consideravelmente menos tóxico e de baixa mobilidade, em razão de sua precipitação como óxidos e hidróxidos em pH superior a 5,0.”

Um dos processos de transformação do cromo hexavalente tóxico em cromo trivalente menos tóxico, é a reação destes compostos com ferro puro ou cátion Fe²⁺ como mostram as reações abaixo (a 25 ºC e 1 atm).

Fe(s) + CrO${}_4^{2-}$(aq) + 4H₂O($\ell$) $⟶$ Fe(OH)₃(s) + Cr(OH)₃(s) + 2OH⁻(aq)

6Fe²⁺(aq) + Cr₂O${}_7^{2-}$(aq) + 14H⁺ $⟶$ 6Fe³⁺(aq) + 2Cr³⁺(aq) + 7H₂O($\ell$)

Dados: potenciais de redução em volts (V) a 25 ºC e 1 atm

Fe²⁺(aq) $⟶$ Fe³⁺(aq) + e⁻ ____________E⁰ = -0,77

Fe⁰(s) $⟶$ Fe³⁺(aq) + 3e⁻ ____________ E⁰ = 0,04

CrO${}_4^{2-}$(aq) + 4H₂O($\ell$) + 3e${}^{-}$$⟶$ Cr(OH)₃(s) + 2OH−(aq) _ E⁰ = -0,12

Cr₂O${}_7^{2-}$(aq) + 14 H⁺ (aq) + 6e^- $⟶$ 2Cr³⁺(aq) + 7H₂O($\ell$) _ E⁰ = 1,33

Os potenciais de redução das reações de transformação do cromo hexavalente em trivalente serão em volts (V), respectivamente:

Mesmo em sua simplicidade, a bateria de Volta possibilitou algumas descobertas importantes no campo da eletroquímica: a bioeletroquímica, devido ao debate entre Galvani e Volta, a eletroposição e outras mais. Analise as afirmativas seguintes, relacionadas eletroquímica e marque a alternativa CORRETA.

I. Quando uma espécie química perde elétrons para outra espécie química, ocorre redução.

II. Quando uma espécie química retira elétrons de outra espécie química, ocorre oxidação.

III. O funcionamento de uma pilha provém de reações químicas espontâneas que permitem obter um fluxo de elétrons que percorre um circuito externo.

Com relação à ação corrosiva da água, coloque F (falso) ou V (verdadeiro) nas afirmativas abaixo, e assinale a opção correta.

I- O efeito do cloreto de sódio na corrosão deve-se ao fato de esse sal ser um eletrólito forte, ocasionando, portanto, aumento de condutividade.

II- O oxigênio é considerado como um fator de controle do processo corrosivo, sempre acelerando 0 processo, independentemente de sua concentração.

III- As reações de corrosão são, usualmente, mais rápidas em temperaturas negativas.

IV- Como a água do mar é um eletrólito forte, ocorre acentuada corrosão quando materiais metálicos diferentes são ligados e expostos à atmosfera marinha ou submersos em água do mar.