Ciências da Natureza e Matemática

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Giuliana Cipriano
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1.(UnB/DF) O processo de fabricação dos circuitos integrados impressos, usados na construção de microcomputadores, emprega o ácido sulfúrico de alta pureza.

4 1.(UnB/DF) O processo de fabricação dos circuitos integrados impressos, usados na construção de microcomputadores, emprega o ácido sulfúrico de alta pureza. Sendo ele um ácido muito forte, o resíduo industrial do processo necessita ser tratado antes de ser lançado no meio ambiente. Calcule, em volts, a diferença de potencial (tensão elétrica) produzida em uma pilha que tenha eletrodos de ferro e de cobre. Dados: 2.(Unesp) O hidrogênio molecular obtido na reforma a vapor do etanol pode ser usado como fonte de energia limpa em uma célula de combustível, esquematizada ao lado: Neste tipo de dispositivo, ocorre a reação de hidrogênio com oxigênio do ar, formando água como único produto. Escreva a semirreação que acontece no compartimento onde ocorre a oxidação (ânodo) da célula de combustível. Qual o sentido da corrente de elétrons pelo circuito elétrico externo? 4.(UnB-DF) Alguns trocadores de calor utilizam tubos de alumínio por meio dos quais passa a água utilizada para a refrigeração. Em algumas indústrias, essa água pode conter sais de cobre. Sabendo que o potencial padrão de redução do alumínio (Al 3+ para Al 0 ) é de 21,66 V, e o do cobre (Cu 2+ para Cu 0 ) é de 10,34 V, julgue os itens a seguir. (1) A água contendo sais de cobre acarretará a corrosão da tubulação de alumínio do trocador de calor. (2) Na pilha eletroquímica formada, o cobre é o agente redutor. (3) Se a tubulação do trocador fosse feita de cobre, e a água de refrigeração contivesse sais de alumínio, não haveria formação de pilha eletroquímica entre essas espécies metálicas. (4) O valor, em módulo, do potencial padrão para a pilha eletroquímica formada é igual a 1,32 V. 5.(Cefet-CE) Uma pilha, formada pelos eletrodos de Fe/Fe 2+ (uma lâmina de ferro em contato com uma solução de íons Fe 2+ ) e Cu/Cu 2+ (uma lâmina de cobre em contato com uma solução de íons Cu 2+ ), apresenta E 0 pilha de 0,78 V. Sabendo-se que: Cu é Cu (s), E 0 = 0,34 V e que a lâmina de ferro se dissolve, o potencial padrão de redução do eletrodo Fe/Fe 2+ é: a) 0,44 V. c) 20,44 V. e) 0,56 V. b) 1,12 V. d) 21,22 V. 3.(Unifesp) A figura apresenta uma célula voltaica utilizada para medida de potencial de redução a 25 ºC. O eletrodo padrão de hidrogênio tem potencial de redução igual a zero. A concentração das soluções de íons H + e Zn 2+ é de 1,00 mol/l. Utilizando, separadamente, placas de níquel e de cobre e suas soluções Ni 2+ e Cu 2+, verificou-se que Ni e Cu apresentam potenciais-padrão de redução respectivamente iguais a 20,25 V e 10,34 V. 6.(Fuvest-SP) O cientista e escritor Oliver Sacks, em seu livro Tio Tungstênio, nos conta a seguinte passagem de sua infância: Pode-se compreender o experimento descrito, sabendo-se que: objetos de prata, quando expostos ao ar, enegrecem devido à formação de Ag 2 O e Ag 2 S (compostos iônicos). as espécies químicas Na +, Al 3+ e Ag + têm, nessa ordem, tendência crescente para receber elétrons. Assim sendo, a reação de oxirredução, responsável pela devolução do brilho às colheres, pode ser representada por: a) Escreva as equações de redução, oxidação e global da pilha. b) Para a pilha de Ni e Cu, calcule a ddp (diferença de potencial). 4 CEDAE Acompanhamento Escolar

5 7.(UEPG-PR) As latas de conserva são compostas pela chamada folha de flandres (liga de ferro e carbono), recoberta por uma camada de estanho, para a sua proteção. Deve-se evitar comprar latas amassadas, porque, com o impacto, a proteção de estanho pode romper-se, o que leva à formação de uma pilha, de modo que a conserva acaba sendo contaminada. 10.(UFPE) O desenvolvimento de novas baterias recarregáveis é importante para a miniaturização de equipamentos portáteis (celulares) e médicos (marca-passos). A escolha dos materiais ativos destas baterias envolve inúmeras variáveis, como diferença de potencial gerada, toxicidade, custo etc. Considere o esquema de uma pilha apresentado a seguir e os dados de potenciais-padrão de eletrodos (E 0 ) do quadro: A respeito deste assunto, assinale o que for correto. (1) A reação da pilha produz quatro elétrons. (2) O ferro da folha de flandres oxida mais facilmente que a camada de estanho. (4) Quando uma lata é amassada, o ferro torna-se cátodo da reação. (8) A reação da pilha é Sn 2+ + Fe Sn + Fe (UFF-RJ) Considere as seguintes semirreações: a) Qual deverá ser a reação representativa da célula? b) Qual o potencial da célula galvânica que se utiliza das semirreações acima? c) Qual das semirreações deverá ser representativa do ânodo? 9.(UFRJ) Na busca por combustíveis mais limpos, o hidrogênio tem se mostrado uma alternativa muito promissora, pois sua utilização não gera emissões poluentes. O esquema a seguir mostra a utilização do hidrogênio em uma pilha eletroquímica, fornecendo energia elétrica a um motor. Com base no esquema: Com relação a esta pilha, após o interruptor ser fechado, julgue as afirmativas a seguir se baseando nos dados de potencial padrão: (1) Quando M = Zn (s), o alumínio se reduzirá. (2) Quando M = Ag (s), o voltímetro marcará o valor 0,86 V. (3) Quando M = Mg (s), ocorrerá um fluxo de elétrons do eletrodo de Mg para o de Al. (4) Quando M = Pb (s), o eletrodo de Pb será consumido. (5) Quando M = Cu (s), a seguinte semirreação ocorrerá: Cu (s) Cu 2+ (aq) + 2é. a) Identifique o eletrodo positivo da pilha. Justifique sua resposta. b) Usando as semirreações, apresente a equação da pilha e calcule sua força eletromotriz. 5 CEDAE Acompanhamento Escolar

6 11.(Marista adaptado) Uma célula galvânica pode ser facilmente construída a partir de vidraria simples de laboratórios de químicas. A respeito da construção de uma célula galvânica que envolveu o emprego dos itens listados abaixo, responda ao que se pede: - dois béqueres de 250 ml e uma ponte salina - um voltímetro ligado a um fio m de uma solução de CrC 3(aq) 0,01 mol/l e 200 ml de uma solução CuSO 4(aq) 0,01 mol/l - um pedaço de fio de cobre e um pedaço de metal cromado Dados os potenciais de redução: I. Cu 2+ (aq) + 2é Cu (s) E 0 = 0,34 V II. Cr 3+ (aq) + 3é Cr (s) E 0 = -0,73 V a) A reação balanceada da célula obtida. b) A representação IUPAC da célula obtida c) O potencial marcado no voltímetro d) Qual o eletrodo que sofre desgaste? e) O cátodo e o ânodo da célula. 13.(Vunesp-SP) São fornecidos os seguintes potenciais de redução, determinados a 25 C: a) Em solução aquosa, é possível obter magnésio metálico por reação de redução de sal do seu cátion com cobre metálico? Justifique a resposta. b) Escreva a equação da reação química que ocorre em uma pilha que funcione em condições-padrão a 25 C, baseada nas duas semi-reações apresentadas. 12.(Marista) Uma das pilhas mais simples é a de Daniell, a qual é obtida da montagem adequada das semicélulas Cu 2+ /Cu 0 e Zn 2+ /Zn 0. Julgue os itens: Semi-reações Zn é Zn 0 Cu é Cu 0 Ag + + é Ag 0 E red (V) -0,76 V +0,34 V +0,80 V (1) A reação global de uma possível pilha é: Cu +2 + Zn (s) Cu (s) + Zn 2+ (aq). (2) De acordo com as semirreações que se processam nos eletrodos, a concentração dos íons Zn 2+ (aq), no compartimento eletródico, irá aumentar por causa da oxidações. (3) A ponte salina tem a função de balancear os cátions da solução. (4) Na pilha de Daniell o zinco funciona como ânodo. (5) A pilha pode ser representada na seguinte notação: Zn 0 /Zn 2+ //Ag + /Ag 0. (6) Na pilha de Daniell os elétrons fluem do eletrodo de zinco para o eletrodo de cobre. Gabarito 1. 0,78 V 2. 3.a) Cu é Cu 0 Ni 0 Ni é Cu 2+ + Ni 0 Cu 0 + Ni 2+ b) 9,91 V 4.ECCE 5. A 6. A 7. ECEC 8. a) b) 2.0 V c) 3Cu é 3Cu 0 3Cu é 3Cu 0 2A 0 2A é 3Cu A 0 3Cu 0 + 2A 2+ 9.a) 2 b) 2H 2 + O 2 2H 2 O e +1,23 V 10. EECEE 11.a) b) Cr 0 /Cr 3+ //Cu 2+ /Cu 0 c) 1,10 V d) Cr e) Cu / Cr 3Cu é 3Cu 0 2Cr 0 2Cr é 3Cu Cr 0 3Cu 0 + 2Cr CCECCC 13.a) Sim. Por que para se obter o elemento metálico, o mesmo deve sofrer oxidação b) Mg 0 Mg é Cu é Cu 0 Mg 0 + Cu 2+ Mg 2+ + Cu 0 6 CEDAE Acompanhamento Escolar

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