No cátodo: 1O 2 g 2H2O 4e 4OH aq

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1 1. (Espcex (Aman) 213) Considere as semirreações com os seus respectivos potenciais-padrão de redução dados nesta tabela: Prat a aq s Ag e Ag E red, 8 V 3. (Upe 213) Realizou-se um experimento para recuperar metais a partir de placas de circuito impresso de sucatas de microcomputadores e aparelhos de TV, Cobre Cu aq 2 e Cu s E red, 34 V Chumbo Niquel Pb 2 e Pb aq s E red Ni aq 2 e Ni s E red, 13 V, 24 V Zinco Magnésio Zn aq 2 e Zn s E red, 76 V Mg aq 2 e Mg s E red 2, 37 V Baseando-se nos dados fornecidos, são feitas as seguintes afirmações: I. O melhor agente redutor apresentado na tabela é a prata; II. A reação Zn2 aq Cu s Zn s Cu2 aq não é espontânea; III. Pode-se estocar, por tempo indeterminado, uma solução de nitrato de níquel II, em um recipiente revestido de zinco, sem danificá-lo, pois não haverá reação entre a solução estocada e o revestimento de zinco do recipiente; IV. A força eletromotriz de uma pilha eletroquímica formada por chumbo e magnésio é 2,24 V; V. Uma pilha eletroquímica montada com eletrodos de cobre e prata possui a equação global: 2Ag aq Cu s 2Ag s Cu2 aq. Das afirmações acima, estão corretas apenas: a) I e II b) I, II e IV c) III e V d) II, IV e V e) I, III e V 2. (Pucrj 213) A uma solução aquosa de sulfato de cobre de coloração azul introduz-se um prego de ferro. Após alguns minutos, nota-se, na parte externa do prego, coloração avermelhada indicando que ocorreu uma reação. Os potenciais-padrão de redução do cobre e do ferro são indicados abaixo: Cu2+ (aq) + - Cu(s) E = +,34 V Fe3+(aq) + 3e- Fe (s) E = +,4 V Sobre a espontaneidade deste fenômeno, é correto: a) o íon Cu 2+ sofrer oxidação. b) o íon Fe 3+ sofrer redução. c) o cobre metálico (Cu ) transferir elétrons ao íon ferro (Fe 3+ ). d) o íon Cu 2+ ser o agente oxidante. e) a diferença de potencial-padrão da pilha que se forma ser +,38 V. utilizando-se do método denominado eletro-obtenção. A mistura metálica foi previamente separada dos demais componentes e dissolvida em H 2SO 4 concentrado e, depois, diluída em água. Montou-se uma célula para os ensaios de eletro-obtenção, usando-se uma placa de cobre como cátodo e uma placa de platina como ânodo. O gráfico a seguir se refere à variação da concentração dos metais na solução, ao longo do período de passagem da corrente pela solução. As informações contidas no gráfico acima indicam que, nessa eletro-obtenção, a) o chumbo foi depositado na placa de platina. b) a deposição do estanho no ânodo foi mais acentuada. c) a pilha apresentou um melhor rendimento para a deposição do estanho. d) os íons cobre que estavam em solução se depositaram no cátodo. e) o método se mostrou pouco eficiente para a reciclagem do cobre a partir da sucata. 4. (Acafe 212) Pilhas a combustível do tipo AFC (Alkalyne Fuel Cell) são dispositivos leves e eficientes, projetados para missões espaciais como a Nave Americana Apollo. Operam em temperaturas de 7 a 14 C, gerando voltagem de aproximadamente,9 V. Nessas células, um dos compartimentos é alimentado por hidrogênio gasoso e o outro por oxigênio gasoso. As semirreações que ocorrem são as seguintes: No ânodo: 2H 2 g 4OH aq 4H2O 4e No cátodo: 1O 2 g 2H2O 4e 4OH aq Com base nas informações acima, marque com V as afirmações verdadeiras e com F as falsas. 1. Nessas pilhas o hidrogênio é o agente cooxidante. 2. A reação global da pilha é representada por:

2 2H2 g 1O2 g 2H2O. 3. Nessas pilhas, os elétrons fluem do cátodo para o ânodo. 4. A utilização de pilhas a combustível não gera emissões poluentes. 5. Mudanças nos coeficientes estequiométricos das semirreações alteram valores dos potenciais eletroquímicos. A sequência correta, de cima para baixo, é: a) F V F V F b) V F V V F c) V V F F V d) F F V F V 5. (Ufsj 212) Os potenciais de redução padrão a 25 C para os pares C 2/C e A 3 /A são +1,36V e 1,67V, respectivamente. Nos municípios onde a água é desinfetada com cloro gasoso, observa-se, com o tempo, o desgaste dos encanamentos de alumínio (extensores) que levam água aos chuveiros elétricos. A explicação CORRETA para esse fenômeno é que o cloro a) é reduzido a íons cloreto, mantendo o alumínio em estado neutro. b) reage com íons alumínio, formando íons cloreto. c) reduz o alumínio metálico, produzindo íons alumínio. d) oxida o alumínio metálico, produzindo íons alumínio. 6. (Udesc 212) Uma pilha de permanganato é baseada nas semirreações e nos seus respectivos potenciais padrões de redução mostrados abaixo: Zn 2 Zn E,76 V MnO4 8H 5e Mn 2 4H2 O E 1,51V Assinale a alternativa correta. a) O zinco metálico é o cátodo. b) O íon permanganato, MnO4,é o agente redutor. c) O estado de oxidação do manganês no íon permanganato é +4. d) A tensão produzida por esta pilha em condições padrão é 2,27 V. e) A tensão produzida por esta pilha em condições padrão é,75 V. 7. (Ufpe 212) Uma pilha de uso comercial é baseada na reação de óxido de prata Ag2O com um ânodo de zinco, produzindo prata metálica e óxido de zinco (ZnO). Esta pilha funciona em meio alcalino, e apresenta as seguintes características: ( ) na reação da pilha, o Ag 2O recebe elétrons. ( ) o zinco atua como agente oxidante. ( ) a prata tem seu estado de oxidação decrescido de 2 unidades. ( ) para cada mol de óxido de prata consumido, também são consumidos 2 mols de zinco. ( ) no óxido de zinco, o estado de oxidação do zinco é (Upf 212) A corrosão metálica é a oxidação não desejada de um metal. Ela diminui a vida útil de produtos de aço, tais como pontes e automóveis, e a substituição do metal corroído acarreta, todos os anos, grande gasto de dinheiro em todo o mundo. A corrosão é um processo eletroquímico, e a série eletroquímica nos dá uma indicação de por que a corrosão ocorre e como pode ser prevenida. Para a proteção de certas peças metálicas podem-se colocar pedaços de outro metal usado como metal de sacrifício. Assim, considerando alguns metais com seus respectivos potenciais-padrão de redução: Mg2 (aq) Mg (s) (E 2,38 V) A 3 (aq) Zn2 (aq) Pb2 (aq) Cu2 (aq) Ag (aq) 3e 1e A ( s ) (E 1,68 V) Zn ( s ) Pb (s) Cu ( s ) Ag (s) (E,8 V) (E,76 V) (E,13 V) (E,34 V) Qual o mais adequado para ser usado como metal de sacrifício se a peça a ser protegida for de alumínio? a) Ag (s) b) Zn (s) c) Pb (s) d) Cu (s) e) Mg (s) 9. (Udesc 212) Uma importante aplicação das células galvânicas é seu uso nas fontes portáteis de energia a que chamamos de baterias. Considerando a reação espontânea de uma bateria alcalina descrita abaixo, é correto afirmar: Zn (s) MnO2(s) H2O ( ) ZnO(s) Mn(OH)2( s ) a) Zinco metálico é o agente redutor, pois sofreu redução no ânodo, perdendo dois elétrons. b) O óxido de manganês sofre oxidação no cátodo, ao ganhar dois elétrons. c) O óxido de manganês sofre redução no ânodo, ao ganhar dois elétrons.

3 d) Zinco metálico é o agente redutor, pois sofreu oxidação no cátodo, perdendo dois elétrons. e) Zinco metálico é o agente redutor, pois sofreu oxidação no ânodo, perdendo dois elétrons. 1. (Ufsc 24) Uma pilha a combustível é um dispositivo eletroquímico no qual a reação de um combustível com oxigênio produz energia elétrica. Esse tipo de pilha tem por base as semirreações apresentadas na tabela a seguir. A outra figura mostra o esquema de uma pilha a combustível. 12. (Fuvest 1991) Ferro zincado é ferro que contém pequena quantidade de zinco metálico. A partir dos potenciais padrão de redução, listados a seguir, explique os seguintes fatos observados no cotidiano: a) Rebites de ferro em esquadrias de alumínio causam a corrosão do alumínio. b) Pregos de ferro zincado são resistentes à ferrugem. De acordo com as informações do enunciado e da figura acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 1) O gás hidrogênio atua na pilha como agente oxidante. 2) A diferença de potencial elétrico padrão da pilha é + 1,23 V. 4) O oxigênio sofre redução. 8) A obtenção de energia elétrica neste dispositivo é um processo espontâneo. 16) A equação global da pilha no estado padrão é 2H 2 (g) + O 2 (g) 2H 2O(l). 32) A diferença de potencial elétrico padrão da pilha é +,43 V. 11. (Cesgranrio 1993) Numa pilha em que se processa a reação 2 Ag + + Cu Cu Ag, o valor da força eletromotriz, em condições-padrão, é: Dados: Cu Cu e - E = -,34 V Ag Ag e - E = -,8 V a) 1,26 V b),46 V c),12 V d) -,46 V e) -1,14 V 13. (Unesp 1991) Encanamentos de ferro mergulhados em água sofrem corrosão, devido principalmente à reação: Fe(s) + 2H + (aq) Fe 2+ (aq) + H 2(g) Para proteger encanamentos nessas condições, costuma-se ligá-los a barras de outros metais, que são corroídos ao invés dos canos de ferro. Conhecendo os potenciais padrões de redução Cu Cu(s) E = +,34V Fe Fe(s) E = -,44V Mg Mg(s) E = -2,37V 2H H 2(g) E =,V e dispondo-se de barras de magnésio e cobre, propõese: a) Qual metal deve ser utilizado para proteger o encanamento? Justifique. b) Escreva as reações que ocorrem na associação do cano de ferro com a barra metálica escolhida, indicando o agente oxidante e o agente redutor. 14. (Cesgranrio 199) Considere a pilha representada abaixo: Cu (s) Cu 2+ Fe 3+, Fe 2+ Pt (s)

4 Assinale a afirmativa falsa: a) A reação de redução que ocorre na pilha é Cu Cu (s); b) O eletrodo de cobre é o anodo; c) A semi-reação que ocorre no catodo é Fe 3+ Fe 2+ + e - ; d) A reação total da pilha é 2 Fe 3+ + Cu (s) 2 Fe 2+ + Cu 2+ ; e) Os elétrons migram do eletrodo de cobre para o eletrodo de platina. 15. (Unesp 1989) A bateria de chumbo usada em automóvel é constituída de um conjunto de pilhas com os eletrodos imersos em solução de ácido sulfúrico. As semirreações e os potenciais padrões de redução a 25 C são: PbSO Pb + SO 4 2- E = -,356 V 2- PbO 2 + SO 4 + 4H E = 1,615 V PbSO H 2O a) Escrever a equação da reação global e calcular o potencial padrão da pilha. b) Indicar os números de oxidação do chumbo e do enxofre nas substâncias da pilha. Resposta da questão 1: Análise das afirmações: GABARITO I. Incorreta. O melhor agente redutor apresentado na tabela é o magnésio, pois apresenta o menor potencial de redução (-2,37 V). II. Correta. A reação Zn2 aq Cu s Zn s Cu2 aq não é espontânea, pois o potencial de redução do zinco (-,76 V) é menor do que o do cobre (+,34 V). III. Incorreta. Não se pode estocar uma solução de nitrato de níquel II em um recipiente revestido de zinco, sem danificá-lo, pois o níquel tem maior potencial de redução (-,24 V) do que o zinco (-,76 V). Neste caso, ocorreria a oxidação do revestimento de zinco. IV. Correta. A força eletromotriz de uma pilha eletroquímica formada por chumbo e magnésio é 2,24 V: Mg Mg 2 (oxidação) Eoxidação 2,37 V Pb 2 Pb (redução) Eredução,13 V Mg Pb 2 Mg 2 Pb E 2,37 (,13) 2,24 V V. Correta. Uma pilha eletroquímica montada com eletrodos de cobre e prata possui a equação global: 2Ag aq Cu s 2Ag s Cu2 aq. Cu Cu 2 (oxidação; menor potencial de redução) 2Ag 2Ag (redução; maior potencial de redução) Cu 2Ag Global Cu2 2 Ag Resposta da questão 2: Cu ( aq ) 2 e Cu ( s ) ( 3) Redução 3 Fe ( s ) Fe ( aq ) 3 e ( 2) Oxidação Resposta da questão 3: Observa-se no gráfico que a concentração de íons cobre presentes na solução caiu para zero por volta dos 6 minutos. Isso significa que houve deposição de cobre da solução no eletrodo. Resposta da questão 4: [A] 3 Cu ( aq ) 6 e 3 Cu ( s ) 3 2 Fe ( s ) 2 Fe ( aq ) 6 e Global 3 3 Cu ( aq ) 2 Fe ( s ) 3 Cu ( s ) 2 Fe ( aq ) Oxidante Redutor Coloração avermelhada (F) Nessas pilhas o hidrogênio é o agente redutor. (V) A reação global da pilha é representada por: 2H2 g 1O2 g 2H2O. 2H2 g 4OH aq 42H2O 4e 1O2 g 2H2O 4e 4OH aq 2H2 g 1O2 g 2H2O (F) Nessas pilhas, os elétrons fluem do ânodo para o cátodo. (V) A utilização de pilhas a combustível não gera emissões poluentes, pois forma água. (F) Mudanças nos coeficientes estequiométricos das semirreações não alteram valores dos potenciais eletroquímicos. Resposta da questão 5: As equações de oxidação e redução podem ser expressas por:

5 Oxidação do alumínio metálico: 2A (s) 2A 3 (aq) 6e [E] Redução do cloro gasoso: 3C 2(g) 6e 6C (aq) Note que o cloro gasoso sofre redução devido ao seu alto potencial de redução (+1,36V). O alumínio metálico oxida a A 3. Resposta da questão 6: (agente redutor) ( s ) 2( s ) 2 ( ) ( s ) Zn MnO H O ZnO Mn(OH)2( s ) Abaixo seguem as equações do cátodo, ânodo e a equação global da pilha: 4 2 elétrons) 2 (perdeu 2 (recebeu 2 elétrons) 5Zn 5Zn 2 1e E,76 V 2MnO4 16H 1e 2Mn 2 8H2 O E 1,51V (Equação Global) 5Zn 2MnO4 16H 2Mn 2 8H2 O 5Zn 2 E 2,27V Zn Zn 2 (oxidação; anodo) Resposta da questão 1: = 3 Resposta da questão 7: V F F F F. Análise das afirmações: (V) Na reação da pilha, o Ag2O recebe elétrons. Ag2O Zn 2Ag ZnO Semi reações : Zn Zn 2 (oxidação ânodo) 2Ag 2Ag (redução cátodo) (F) O zinco atua como agente redutor. Ag 2O Zn 2Ag ZnO Zn (redutor) Zn 2 ( oxidação ) (F) A prata tem seu estado de oxidação decrescido de 1 unidade. Ag 2O Zn 2Ag ZnO 2Ag 2Ag (redução) Ag 1e Ag Resposta da questão 11: [B] Resposta da questão 12: a) Porque o potencial de oxidação do alumínio é maior que o do ferro. b) Porque o zinco oxida-se protegendo o ferro da corrosão. Resposta da questão 13: a) O magnésio, por possuir potencial de oxidação maior que o do ferro. b) Fe +2 + Mg Fe + Mg +2 Oxidante: Fe +2 Redutor: Mg Resposta da questão 14: [A] Resposta da questão 15: a) PbO 2 + Pb + 4H + + 2SO 4 2 2PbSO 4 + 2H 2O V = + 1,971 V b) Observe a figura a seguir: (F) Para cada mol de óxido de prata consumido, também é consumido 1 mol de zinco. Ag2O Zn 2Ag ZnO 1mol Ag2O 1mol Zn (F) No óxido de zinco, o estado de oxidação do zinco é +2. Zn Zn 2 Resposta da questão 8: [E] O metal de sacrifício necessário para proteger o alumínio deve ter potencial de redução menor do que o do alumínio. A partir da tabela conclui-se que este metal é o magnésio ( 2,38 V). Resposta da questão 9: