Química - Livro 4-289-291

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F
R
E
N
T
E
 3
289
78 Mackenzie 2012 Pode-se niquelar (revestir com uma
fina camada de níquel) uma peça de um determina-
do metal. Para esse fim, devemos submeter um sal de
níquel(II), normalmente o cloreto, a um processo de-
nominado eletrólise em meio aquoso. Com o passar
do tempo, ocorre a deposição de níquel sobre a peça
metálica a ser revestida, gastando-se certa quantida-
de de energia. Para que seja possível o depósito de
5,87 g de níquel sobre determinada peça metálica, o
valor da corrente elétrica utilizada, para um processo
de duração de 1  000 s, é de
Dados: Constante de Faraday = 96 500 C
Massas molares em (g/mol) Ni = 58,7
A 9,65 A.
 10,36 A.
C 15,32 A.
 19,30 A.
 28,95 A.
Texto para a questão 79.
Baterias são dispositivos capazes de transformar ener
gia química em energia elétrica por meio de reações
eletroquímicas. Atualmente, com o avanço na produ
ção e consumo de equipamentos portáteis, um dos
grandes desaos é fazer com que as baterias consi
gam acompanhar as novas tecnologias, tornando-se
cada vez menores e apresentando um tempo maior
de duração de descarga, além de aumentar, também,
o número de ciclos de utilização. Neste panorama, as
baterias de íon lítio representam o que temos de mais
moderno, pois conseguem combinar alta performan
ce com baixo peso.
79 PUC-PR 2015 Supondo que um smartphone apresente
um consumo de 50 mA de energia e funcione por um
período de tempo de 3 860 segundos, qual a massa
de íon de lítio que participou das reações eletroquími-
cas envolvidas?
Dado: Constante de Faraday = 96 500 C mol–1
A 7,0 10 2 g
 1,4 10 1 g
C 1,4 10 2 g
 7,0 10 1 g.
 2,8 10 2 g
80 UEM 2017 Com base nos conceitos fundamentais que
regem a Eletricidade e a Eletroquímica, assinale o que
for correto.
01 Metais alcalinos não são facilmente reduzidos, e
por isso, para obtenção de sua forma metálica pura,
faz se necessário o uso de eletrólise.
02 A massa de uma substância depositada num eletrodo
a partir de uma solução relaciona-se, através de uma
proporção estequiométrica, com a quantidade de
elétrons envolvidos na semirreação desse eletrodo.
04 A carga de 1 F, que corresponde à carga de 1 mol
de elétrons, passando por um circuito contendo
200 g de Ag+ em 1 litro de solução pode resultar
na deposição de 1 mol de Ag0 no eletrodo.
08 Sabendo-se que a carga elementar de um elétron é
1,6 ·1019 C, uma partícula eletrizada positivamen
te com uma carga elétrica de 8 ·10–14 C ganhou
2 ·106 elétrons.
16 A lâmpada incandescente comum (lâmpada de
tungstênio), em desuso na atualidade, é um tipo
de receptor resistivo.
Soma:
Texto para as questões 82 e 83
Metalurgia pode ser denominado como o processo
que produz um metal a partir de seu minério Na me-
talurgia do alumínio (processo Hall Héroult) o alumínio
pode ser produzido através da eletrólise ígnea da
bauxita (que contém óxido de alumínio) com eletro-
dos de grate
Reações:
2 Al2O3(s) → 4 Al
3+(l) + 6 O2 (l)
4 Al3+(l) + 12 e → 4 Al(l)
6 O2 (l) → 12 e + 3 O2(g)
3 O2(g) + 3 C(s) → 3 CO2(g)
Q = i t, 1 F = 96 500 C; Al = 27 g/mol; O = 16 g/mol;
C = 12 g/mol
81 Acafe 2016 Qual o volume do dióxido de carbono for
mado medido nas CNTP na eletrólise de 102 g de
óxido de alumínio?
A 11,2 L
 33,6 L
C 67,2 L
 22,4 L
82 Acafe 2016 (Adapt.) Considere as informações e os
conceitos químicos e analise as afirmações a seguir.
I. A produção do alumínio ocorre no ânodo.
II. O gás oxigênio é produzido no cátodo que reage
com o grafite do eletrodo, formando gás carbô-
nico.
III. À medida que a eletrólise acontece, ocorre a di-
minuição da massa do eletrodo de grafite.
IV. A eletrólise ígnea do óxido de alumínio, após 965
segundos com corrente elétrica (i) igual a 10 A,
produz 0,9 g de alumínio.
Assinale a alternativa correta.
A Apenas a afirmação III está correta.
 Apenas I, II e III estão corretas.
C Apenas III e IV estão corretas.
 Apenas II e IV estão corretas.
83 Unesp 2017 Em um experimento, um estudante rea-
lizou, nas Condições Ambiente de Temperatura e
Pressão (CATP), a eletrólise de uma solução aquosa
de ácido sulfúrico, utilizando uma fonte de corrente
elétrica contínua de 0,200 A durante 965 s. Sabendo
que a constante de Faraday é 96 500 C/mol e que o
volume molar de gás nas CATP é 25 000 mL/mol, o
volume de H2(g) desprendido durante essa eletrólise
foi igual a
A 30,0 mL.
 45,0 mL.
C 10,0 mL.
 25,0 mL.
 50,0 mL.
QUÍMICA Capítulo 7 Eletroquímica290
84 IME 2012 O alumínio pode ser produzido industrialmente
pela eletrólise do cloreto de alumínio fundido, o qual é
obtido a partir do minério bauxita, cujo principal compo-
nente é o óxido de alumínio. Com base nas informações
acima, calcule quantos dias são necessários para pro-
duzir 1,00 tonelada de alumínio puro, operando-se uma
cuba eletrolítica com cloreto de alumínio fundido, na
qual se faz passar uma corrente elétrica constante de
10,0 kA.
Dado: 1 F = 96 500 C.
85 UEM 2018 Assinale o que for correto.
01 Eletrólise é uma reação química que ocorre espon
taneamente e que gera corrente elétrica.
02 Segundo a Lei de Faraday, para a eletrólise, o gráfico
da massa de substância produzida em um eletrodo,
como função da carga que circula na cela eletrolítica,
deve ser uma reta.
04 Em uma eletrólise, ocorre reação de redução no
ânodo e reação de oxidação no cátodo.
08 Sabendo-se que a semirreação que ocorre em um
dos eletrodos de uma eletrólise é Ni2+(aq) + 2 e →
Ni0(s) a uma corrente de 193 A na cela eletrolítica,
e que 1 mol de elétrons tem uma carga elétrica
de 96 500 C, pode-se afirmar que será produzido
1 mol de Ni0 em menos de 10 minutos.
16 É possível obter gás oxigênio e gás hidrogênio
através da eletrólise da água.
Soma:
86 FPP 2016 Eletrólise é uma reação não espontânea
provocada pelo fornecimento de energia elétrica pro-
veniente de um gerador (pilhas). A eletrólise possui
muitas aplicações na indústria química, na produção
de metais, como sódio, magnésio, potássio, alumínio
etc., também na produção de não metais como cloro
e o flúor e, ainda, substâncias como o hidróxido de
sódio (soda cáustica) e peróxido de hidrogênio (água
oxigenada) e a deposição de finas películas de metais
sobre peças metálicas ou plásticas. Essa técnica de
deposição em metais é conhecida como galvaniza-
ção. Os mais comuns são as deposições de cromo
(cromagem), níquel (niquelagem), prata (prateação),
ouro (dourar), usadas em grades, calotas de carros,
emblemas, peças de geladeira, joias, aparelhos de
som. É utilizada também na purificação ou refino ele-
trolítico de muitos metais, como cobre e chumbo e
no processo de anodização, que nada mais é do que
uma oxidação forçada da superfície de um metal para
que seja mais resistente à corrosão.
Disponível em: <http://www.soq.com.br/>.
Temos como exemplo a eletrólise em série, com três
cubas eletrolíticas, contendo respectivamente as se-
guintes soluções químicas: na primeira cuba, sulfato
de cobre; na segunda cuba, cloreto de alumínio; e na
terceira cuba, clorato de prata. Analisando o texto, assi
nale a alternativa que mostra a massa total dos metais,
em gramas, depositados nessas três cubas eletrolíticas,
ligadas em série, quando submetidas a uma corrente
de 6 A durante um tempo de 0,672 horas
A 22,368
 27,3
C 28,4.
 29,11
 30,15
87 ITA Dependendo da natureza do meio, alcalino ou ácido,
a corrosão de alumínio em meio aquoso pode ser repre-
sentada pelas seguintes semiequações químicas:
I. Al(c)  Al3+(aq) + 3 e (CM)
II. 4 OH–(aq)  O2(aq) + 2 H2O(l) + 4 e (CM)
III. H2(g)  2 H
+(aq) + 2 e (CM)
Qual das opções abaixo contém a armação ERRADA
a respeito do processo de corrosão do alumínio?
A A semiequação I representa a semirreação que
ocorre em regiões da superfície de alumínio que
funcionam como ânodos.
 A semiequação II ou III representa a semirreação
que ocorre em regiões da superfície de alumínio
que funcionam como cátodos.
C A quantidade de carga elétrica envolvida na cor-
rosão de um mol de alumínio em meio alcalino é
igual a
3
4
F .
 A massa de alumínio dissolvida na corrosão em
meio ácidoenvolvendo quantidade de carga elétri-
ca igual a
3
2
F é igual a 13 g.
 Nas CNTP, o volume de hidrogênio produzido na
corrosão de 1 mol de alumínio em meio ácido é
igual a 34 L.
88 ITA Uma solução aquosa de NiSO4 é eletrolisada
numa célula com eletrodos de platina, mediante a
passagem de uma corrente elétrica constante de
268 mA, durante 1,0 hora. No cátodo, além da eletro-
deposição de níquel, foi observada a formação de
11,2 mL (CNTP) de um certo gás. Assinale a opção que
apresenta a razão percentual CORRETA entre a carga
elétrica utilizada para a eletrodeposição de níquel e a
carga elétrica total que circulou pelo sistema:
A 10
 25
C 50
 75
 90
89 ITA Uma tubulação de aço enterrada em solo de bai-
xa resistividade elétrica é protegida, catodicamente,
contra corrosão, pela aplicação de corrente elétrica
proveniente de um gerador de corrente contínua.
Considere os seguintes parâmetros:
I. Área da tubulação a ser protegida: 480 m2;
II. Densidade de corrente de proteção: 10 mA/m2
Considere que a polaridade do sistema de proteção
catódica seja invertida pelo período de 1 hora. Assi-
nale a opção CORRETA que expressa a massa, em
gramas, de ferro consumida no processo de corrosão,
calculada em função de íons Fe2+(aq). Admita que a
corrente total fornecida pelo gerador será consumida
no processo de corrosão da tubulação.
A 1 · 10 3
 6 · 10 2
C 3 · 10 1
 5
 20
F
R
E
N
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E
 3
291
90 ITA Um tanque de estocagem de produtos químicos foi
revestido internamente com níquel puro para resistir
ao efeito corrosivo de uma solução aquosa ácida con-
tida em seu interior. Para manter o líquido aquecido,
foi acoplado junto ao tanque um conjunto de resisto-
res elétricos alimentados por um gerador de corrente
contínua. Entretanto, uma falha no isolamento elétrico
do circuito dos resistores promoveu a eletrificação do
tanque, ocasionando um fluxo de corrente residual de
intensidade suficiente para desencadear o processo
de corrosão eletrolítica do revestimento metálico.
Admitindo-se que a superfície do tanque é constituída
por uma monocamada de níquel com densidade atômi-
ca igual a 1,61·1019 átomos m 2 e que a área supercial
do tanque exposta à solução ácida é de 5,0 m2 calcule:
a) a massa, expressa em gramas, de átomos de ní
quel que constituem a monocamada atômica do
revestimento metálico.
b) o tempo necessário, expresso em segundos, para
que a massa de níquel da monocamada atômica
seja consumida no processo de dissolução anó
dica pela passagem da densidade de corrente de
corrosão de 7,0 μA cm–2
91 Enem A eletrólise é muito empregada na indústria
com o objetivo de reaproveitar parte dos metais su
cateados. O cobre, por exemplo, é um dos metais
com maior rendimento no processo de eletrólise,
com uma recuperação de aproximadamente 99,9%.
Por ser um metal de alto valor comercial e de múl
tiplas aplicações, sua recuperação torna se viável
economicamente.
Suponha que, em um processo de recuperação de co-
bre puro, tenha-se eletrolisado uma solução de sulfato
de cobre(II) (CuSO4) durante 3 h, empregando-se uma
corrente elétrica de intensidade igual a 10 A. A massa
de cobre puro recuperada é de aproximadamente
Dados: Constante de Faraday F = 96 500 C/mol; Massa molar
em g/mol: Cu = 63,5.
A 0,02 g
 0,04 g
C 2,40 g
 35,5 g
 71,0 g
92 Fuvest 2014 Em uma aula de laboratório de Química, a
professora propôs a realização da eletrólise da água
Após a montagem de uma aparelhagem como a da
gura, e antes de iniciar a eletrólise, a professora per
guntou a seus alunos qual dos dois gases, gerados no
processo, eles esperavam recolher em maior volume
Um dos alunos respondeu: “O gás oxigênio deve ocu-
par maior volume, pois seus átomos têm oito prótons
e oito elétrons (além dos nêutrons) e, portanto, são
maiores que os átomos de hidrogênio, que, em sua
imensa maioria, têm apenas um próton e um elétron”
Observou se, porém, que, decorridos alguns minu-
tos, o volume de hidrogênio recolhido era o dobro
do volume de oxigênio (e essa proporção se manteve
no decorrer da eletrólise), de acordo com a seguinte
equação química:
l → +2 H O( ) 2 H (g) O (g)
2 vols. 1 vol
2 2 2
a) Considerando que a observação experimental
não corresponde à expectativa do aluno, explique
por que a resposta dada por ele está incorreta.
Posteriormente, o aluno perguntou à professora se
a eletrólise da água ocorreria caso a solução aquo-
sa de Na2SO4 fosse substituída por outra. Em vez
de responder diretamente, a professora sugeriu
que o estudante repetisse o experimento, porém
substituindo a solução aquosa de Na2SO4 por uma
solução aquosa de sacarose (C12H22O11).
b) O que o aluno observaria ao realizar o novo expe-
rimento sugerido pela professora? Explique.
93 ITA 2014 Em um processo de eletrodeposição, níquel
metálico é eletrodepositado no cátodo de uma célu-
la eletrolítica e permanece coeso e aderido a esse
eletrodo. Sabendo que a massa específica do níquel
metálico (ρNi,25 °C) é igual a 8,9 · 10
3 kg · m 3 e que
a espessura total da camada eletrodepositada, medi-
da no final do processo, foi de 2,0 ·10–6 m, calcule a
densidade de corrente aplicada (admitida constante),
expressa em A · m 2, considerando nesse processo
uma eficiência de corrente de eletrodeposição de
100% e um tempo de operação total de 900 s.
94 ITA Cobre metálico exposto à atmosfera ambien-
te úmida sofre corrosão, com formação de cuprita
(Cu2O) sobre a sua superfície. Este fato é comprovado
em laboratório com a aplicação de corrente elétrica,
proveniente de um gerador de corrente contínua,
em um eletrodo de cobre (isento de óxido) imerso
numa solução aquosa neutra de cloreto de potássio
(pH = 7) contendo oxigênio gasoso (O2) dissolvido.
Considere que esse procedimento é realizado nas
seguintes condições:
I. Eletrodos metálicos empregados: cátodo de plati-
na e ânodo de cobre.
II. Área imersa do ânodo: 350,0 cm2.
III Densidade de corrente aplicada: 10,0 µA cm–2
IV. Tempo de eletrólise: 50 s.