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

Em um processo de tratamento de água, um operador deseja remover 0,1 mol de íons de ferro (Fe²⁺) por eletroquímica. A reação que ocorre é:

Fe²⁺ + 2e⁻→ Fe

Qual é a quantidade de carga elétrica (em Coulombs) necessária para essa remoção?

Considere a constante de Faraday como F=96.485 C/mol.

O hidrogênio é um combustível limpo e considerado uma excelente alternativa à utilização dos combustíveis fósseis nos transportes. A produção desse gás pode ser feita por eletrólise da água, processo relativamente simples, realizado em escala para produzir uma grande quantidade de hidrogênio. Na ilustração a seguir, a separação dos gases hidrogênio e oxigênio é feita pela passagem de corrente elétrica contínua. Essa corrente, obtida a partir de painéis fotovoltaicos, flui entre dois eletrodos separados e imersos em um eletrólito, o qual tem a função de aumentar a condutividade iônica do meio. Um diafragma ou separador deve ser utilizado para evitar a mistura dos gases gerados nos eletrodos.

(https://sobratema.org.br/Blog/Exibir/326548)

A obtenção de H₂ a partir da eletrólise da água, como descrito no texto e na ilustração, é um exemplo de fenômeno

Observe as seguintes distribuições eletrônicas:

A=1s² 2s² 2p⁶ 3s

B = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵

C = 1s² 2s² 2p⁶ 3s2 3p⁴

D= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²

Assinale a alternativa correta.

A corrosão uniforme é uma das mais fáceis de controlar, de ver, de proteger e também é a mais comum. Se trata de uma corrosão eletroquímica que se processa em toda a extensão da superfície, ocorrendo perda uniforme de espessura. É o tipo mais comum e ocorre sobre toda a superfície da peça. Irregularidades microscópicas formam milhões de anodos e catodos espalhados pela superfície do metal em contato com o meio eletrolítico (pilhas de ação local).

Sobre o tema corrosão uniforme, assinale a afirmativa incorreta.

As medalhas de ouro entregues aos primeiros lugares nos jogos olímpicos não são de ouro maciço. Tais medalhas são feitas de prata maciça com uma camada de ouro depositada. Nas olimpíadas de Paris, as medalhas recebidas pelas pessoas que conquistaram as primeiras colocações tinham massa total de 529 g. Desse total, além do ouro depositado, 505 g eram de prata e havia uma placa de ferro, retirada da torre Eiffel, com massa de 18 g.

Considerando que o ouro foi depositado na medalha de prata a partir da eletrólise de uma solução de nitrato auroso, calcule a intensidade de corrente necessária para que o processo demorasse 1 h para cada medalha e assinale a alternativa CORRETA.

A tabela de potenciais padrão de redução é utilizada para determinar a diferença de potencial (ddp) de um sistema eletroquímico quando este está na temperatura de 25ºC, pressão de 1 atm e as concentrações das espécies envolvidas são de 1 mol/L. Caso pelo menos uma dessas condições se altere, a diferença de potencial, normalmente, também sofre variação. Porém, em alguns casos, pode acontecer da ddp do sistema ser igual à do estado padrão, mesmo que alguma alteração ocorra. Para o sistema eletroquímico espontâneo envolvendo íons magnésio e íons cobre (I), a 25ºC e 1 atm, quais concentrações fora do estado padrão, respectivamente, levam a uma ddp igual à do estado padrão?

As reações de oxirredução estão presentes em diversas reações comuns, como combustão, corrosão, fotossíntese, metabolismos dos alimentos, extração de metais em minérios e inúmeros processos biológicos. Acerca desse assunto, assinale a alternativa que apresenta uma reação de oxirredução.

Considere a semirreação abaixo com seu respectivo potencial padrão a 25 ºC.

$Z{n}^{2+}+2e^{-}\leftrightarrow Zn$ $Eº=-0,76V$

Com base nessas informações, assinale a opção que apresenta o potencial de óxido-redução de um eletrodo de zinco imerso em uma solução eletrolítica com 0,1 M de Zn²⁺ a 127 ºC.

Dado: $\frac{R}{F}$ = 9 . 10^-5 J. C^-1K^-1; e In (0,1) = -2,3.

Na reação química 2 NO2^- + O2^- ------> 2 NO3^- + biomassa, um grupo de bactérias denominado ____________________ é responsável pela conversão de compostos orgânicos nitrogenados, convertendo-os em Nitrato.

Assinale a alternativa que corretamente completa a lacuna no excerto:

Um químico experiente, ao analisar uma equação química balanceada, observa que o número de oxidação do elemento manganês (Mn) muda de +7 para +2. Esta observação indica que

Um pesquisador de química analítica está estudando o comportamento eletroquímico de uma célula galvânica, cujo diagrama é Zn(s) | ZnSO₄(aq) ∥ CuSO₄(aq) | Cu(s). Sabe-se que os potenciais de redução dos pares Cu²⁺/Cu e Zn²⁺/Zn são, respectivamente, +0,34 e – 0,76 V. Sobre tal célula, assinale a afirmativa correta.

Considere uma célula eletrolítica formada por uma cuba com solução salina e uma fonte de eletricidade com eletrodos imersos na solução.

Assinale a opção que corresponde a um dos fenômenos que acontece na célula.

Segundo a NACE (National Association of Corrosion Engineers), a corrosão é uma deterioração de um material, geralmente metálico, que resulta de uma reação com o meio em que esse material se encontra. Essa corrosão pode ser química ou eletrolítica. A corrosão eletroquímica é a mais frequente na natureza e ocorre a partir da transferência de elétrons por reações de oxirredução. Esse tipo de corrosão se desencadeia através da formação de uma pilha de corrosão eletroquímica, que é formada por dois metais diferentes, imersos em uma solução condutora (eletrólito) e conectados entre si por uma ligação elétrica, como é ilustrado na figura abaixo:

Como mostra a figura, a formação desse tipo de pilha é apenas uma das maneiras através da qual pode ser desencadeada a corrosão eletrolítica. A pilha de corrosão evidenciada acima ocorre devido à diferença de potencial de eletrodo entre os diferentes metais, e é mais reativa quanto maior for esta diferença de potencial. Esse tipo de pilha compreende um exemplo clássico das pilhas de corrosão eletroquímicas, que é conhecido por

Um técnico de laboratório conectou duas barras, uma de níquel e outra de zinco, mergulhando-as em uma solução “salina. Assinale a opção que apresenta o anodo e o potencial padrão da pilha formada.

Dados:

Potencial de Redução Padrão do Zn $\left(E_{Zn}^0=-0,763V\right);$ e

Potencial de Redução Padrão do Ni $\left(E_{Ni}^0=-0,250V\right).$

Em uma cuba eletrolítica, submete-se uma solução aquosa de sulfato cúprico a uma corrente de 2 ampéres durante 10 min. Considerando F = 96.500 s.A/mol e Cu = 63,5 g/mol, a substância produzida no ânodo e a massa aproximada de cobre, em gramas, depositada no cátodo são, respectivamente:

Em uma aula experimental sobre reações de oxidação e redução foi montada a seguinte célula galvânica: Sn(s) l Sn²⁺(aq) ll Cu²⁺(aq) l Cu(s). Calcule a energia livre de Gibbs para a célula construída.

Use: E_red Sn²⁺ = -0,14V , E_red Cu²⁺ = +0,34 V e F = 96485,33 C.mol^-1

Em uma empresa de gás natural, os sistemas de controle e monitoramento frequentemente utilizam circuitos de corrente contínua (CC) para garantir a operação segura de válvulas e sensores. Um resistor de 10Ω faz parte de um circuito de monitoramento conectado a uma fonte de 20V. Qual é a corrente que passa pelo resistor, e como a potência dissipada por ele pode afetar a operação do sistema?

Considere a seguinte representação de uma pilha.

A partir dos potenciais padrões de eletrodo fornecidos, o diagrama de célula que representa a pilha e seu potencial são:

Para determinar a capacidade de um metal em atuar como anodo de sacrifício, é adequado montar um eletrodo com o referido metal, com potencial desconhecido, ligá-lo a um eletrodo de potencial conhecido e medir a diferença de potencial entre os eletrodos. Nesse contexto, pode-se usar, para a avaliação, um eletrodo de zinco metálico (Zn), que, em uma célula eletroquímica com solução 1 mol/L de ZnSO₄, apresenta a seguinte semirreação no anodo.

Zn (s) → Zn²⁺ (aq) + 2 e⁻

Considere as seguintes reações e seus respectivos potenciais:

Fe²⁺ + 2e^- $\to$ Fe (E⁰ = - 0,44 V)

Ag⁺ + e^- $\to$ Ag (E⁰ = + 0,80 V)

afirmação correta sobre uma pilha de Daniell formada por ferro e prata é: