Quimica Feltre - Vol 2-322-324

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3o exemplo — cálculo da fem da pilha Cu0 , Cu2" ,, Au3" , Au0 em condições-padrão
Essa pilha corresponde à reação: 3 Cu0 " 2 Au3" 3 Cu2" " 2 Au0.
Da tabela dos potenciais-padrão, tiramos:
Equação do Cu0 invertida ($3): 3 Cu0 3 Cu2" " 6e# # E0redutor % #0,34 V
Equação do Au3" mantida ($2): 6e# " 2 Au3" 2 Au0 E0oxidante % "1,50 V
Equação global da pilha: 3 Cu0 " 2 Au3" 3 Cu2" " 2 Au0 ∆E 0 % "1,16 V
(Para resolver os exercícios seguintes consulte, sempre que necessário, a tabela dos potenciais-padrão de eletrodo, apresen-
tada na página 305.)
Atenção: neste livro estamos usando a convenção da IUPAC, segundo a qual E 0 representa o potencial-padrão de redução.
Considerando ∆E0 % E0oxidante # E
0
redutor, temos:
∆E 0 ( 0 ⇒ Reação espontânea ∆E 0 ' 0 ⇒ Reação não espontânea
Exercício resolvido
45 (IME-RJ) Em uma pilha Ni0 , Ni2" ,, Ag" , Ag0, os metais estão mergulhados em soluções aquosas 1,0 M de seus respec-
tivos sulfatos, a 25 °C. Determine:
a) a equação global da pilha; b) o sentido do fluxo de elétrons; c) o valor da força eletromotriz (fem) da pilha.
Dados: Ni2" " 2e# Ni0 (E 0redução % #0,25 V)
Ag" " 1e# Ag0 (E 0redução % "0,80 V)
Resolução
a) Para o redutor: Ni0 Ni2" " 2e# #E0 % "0,25 V
Para o oxidante: 2 Ag" " 2e# 2 Ag0 E 0 % "0,80 V
Equação global: Ni0 " 2 Ag" Ni2" " 2 Ag0
b) Os elétrons saem do Ni0 (anodo ou pólo negativo) e vão para o Ag" | Ag0 (catodo ou pólo positivo).
c) ∆E 0 % "0,25 V " 0,80 ⇒ ∆E0 % "1,05 V
LA
E
R
TE
a) Do que depende a fem em uma pilha semelhante à de Daniell?
b) O que se emprega para medir o potencial-padrão de eletrodo?
c) O que fornece a tabela dos potenciais-padrão de eletrodo?
d) Como é medida a fem de uma pilha?
REVISÃO Responda emseu caderno
EXERCÍCIOS Registre as respostasem seu caderno
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309Capítulo 8 • ELETROQUÍMICA — OXI-REDUÇÃO E PILHAS ELÉTRICAS
46 (Mackenzie-SP) Nas semi-reações:
Ni2"(aq) " 2 e# Ni0 (s)
Ag" (aq) " 1 e# Ag0 (s)
O ∆E da pilha, o cátodo e o ânodo são, respectivamente:
a) "1,04 V, prata, níquel. d) #1,04 V, níquel, prata.
b) "1,04 V, níquel, prata. e) "0,56 V, prata, níquel.
c) #0,56 V, prata, níquel.
Dados: E 0red.Ag % "0,80 V;
E 0red.Ni % #0,24 V (a 25 °C e 1 atm)
47 (Vunesp) Em maio de 1800, Alessandro Volta anunciou a
invenção da pilha elétrica, a primeira fonte contínua de
eletricidade. O seu uso influenciou fortemente o desen-
volvimento da Química nas décadas seguintes.
A pilha de Volta era composta de discos de zinco e de
prata sobrepostos e intercalados com material poroso
embebido em solução salina, como mostrado a seguir.
49 (Cesgranrio-RJ) Observe a célula eletroquímica repre-
sentada:
Zinco
Material poroso
embebido em
salmoura
Prata
Zinco
Prata
Prata
Circuito
externo
Zinco
Com o funcionamento da pilha, observa-se que os discos
sofrem corrosão.
A respeito da pilha de Volta, são feitas as seguintes afir-
mações:
I. Nos discos de zinco ocorre a semi-reação:
Zn (s) Zn2" " 2e#
II. Os discos de prata são fontes de elétrons para o circui-
to externo.
III. O aumento do diâmetro dos discos empregados na
montagem não influencia na tensão fornecida pela
pilha.
Das três afirmações apresentadas:
a) apenas I é verdadeira.
b) apenas II é verdadeira.
c) apenas I e II são verdadeiras.
d) apenas I e III são verdadeiras.
e) apenas II e III são verdadeiras.
48 (Cesgranrio-RJ) O esquema abaixo representa a pilha
ferro-hidrogênio (eletrodo-padrão).
Ponte salina
0,44 V
H+ (aq)Fe
2+ (aq)
H2Ferro
sólido
e – e –
e –
O voltímetro indica a força eletromotriz em condições-
padrão. O anodo dessa pilha e o potencial-padrão de
redução do ferro são, respectivamente:
a) eletrodo de ferro e #0,44 V.
b) eletrodo de ferro e "0,22 V.
c) eletrodo de ferro e "0,44 V.
d) eletrodo de hidrogênio e #0,44 V.
e) eletrodo de hidrogênio e "0,44 V.
Considere os potenciais:
Pb"2 " 2e Pb (E0 % #0,13 V)
Cu"2 " 2e Cu (E 0 % "0,34 V)
Podemos afirmar corretamente sobre essa célula que:
a) o eletrodo de chumbo é o catodo, e a ddp da pilha
é #0,47 V.
b) o eletrodo de chumbo é o anodo, e a ddp da pilha
é "0,47 V.
c) a transferência de elétrons se dá do cobre para o chum-
bo porque E0Cu ( E
0
Pb.
d) a ddp da pilha é "0,21 V, e a oxidação ocorre no
eletrodo Cu/Cu"2.
e) a reação global espontânea da pilha é
Pb"2 " Cu Cu"2 " Pb (∆E0 % #0,47 V)
50 (Mackenzie-SP)
Pb
Ponte
salina
Cu
Pb+2 Cu+2
Fio metálico
Nas pilhas 1 e 2, formadas pelos eletrodos dados aci-
ma, com os respectivos potenciais-padrão de redução,
observa-se que:
a) a fem da pilha 1 é menor do que a da 2.
b) o eletrodo de alumínio é o cátodo na pilha 1.
c) o eletrodo de cobalto é o ânodo da pilha 2.
d) a notação química da pilha 1 é Al3" , S2# ,, Al , S.
e) o zinco sofre redução na pilha 2.
51 (Unicap-PE) Analisando a pilha abaixo, poderemos fazer
as afirmações que seguem.
Eletrodos da pilha 1
Al3" " 3e# Al (E 0red. % #1,66 V)
S " 2e# S2# (E 0red. % #0,48 V)
Eletrodos da pilha 2
Co3" " 1e# Co2" (E 0red. % "1,84 V)
Zn2" " 2e# Zn (E 0red. % #0,76 V)
A
A+
B
B+
Identifique as alternativas corretas.
a) A oxidação ocorre em B.
b) A tem maior potencial de oxidação do que B.
c) Os elétrons fluem do pólo positivo para o pólo negativo.
d) A é o ânodo da pilha.
e) A solução que contém o cátion A", à medida que o
tempo passa, vai se tornando mais concentrada.
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52 (PUC-RS) É possível sentir uma “dor fina” ao encostar,
em uma obturação metálica (amálgama de mercúrio e
prata), um talher de alumínio ou mesmo uma embala-
gem que contenha revestimento de alumínio. A dor sen-
tida é o resultado de uma corrente elétrica produzida pela
pilha formada pelo alumínio e a obturação. Considere as
informações a seguir:
Al3" " 3e# Al0
E 0 % #1,66 V
53 (PUC-MG) Considere os seguintes potenciais-padrão de
redução:
Ag" " e# Ag (E 0 % "0,80 V)
Cu"2 " 2e# Cu (E 0 % "0,34 V)
Fe"2 " 2e# Fe (E 0 % #0,44 V)
A respeito desses sistemas, foram feitas as seguintes afir-
mações:
I. Quando se mergulha uma lâmina de ferro metálico
numa solução contendo íons de Cu"2, ocorre deposi-
ção de cobre metálico sobre o ferro.
II. Quando se mergulha um fio de cobre metálico numa
solução contendo íons Ag", ocorre deposição de pra-
ta metálica sobre o fio de cobre.
III. Se for montada uma pilha com os pares Fe/Fe"2 e
Cu"2/Cu nas condições-padrão, o eletrodo de ferro
metálico funcionará como o anodo da pilha.
A afirmação está correta em:
a) I apenas. c) III apenas. e) I, II e III.
b) II apenas. d) I e III apenas.
54 (Fatec-SP) Marca-passo é um dispositivo de emergência
para estimular o coração. A pilha utilizada nesse disposi-
tivo é constituída por eletrodos de lítio e iodo.
A partir dos valores dos potenciais-padrão de redução,
afirma-se:
I. O fluxo eletrônico da pilha irá do lítio para o iodo,
pois o lítio tem o menor potencial de redução.
II. A semi-reação de oxidação pode ser representada pela
equação: 2 Li" " 2e# 2 Li
III. A diferença de potencial da pilha é de #3,05 V.
IV. O iodo, por ter maior potencial de redução que o
Li, tende a sofrer redução, formando o pólo positi-
vo da pilha.
Dados:
Li" (aq) " e# Li (s) E 0 % #3,05 V
I2 (s) " 2e
# 2 I# (aq) E 0 % "0,54 V
Quanto a essas afirmações, deve-se dizer que apenas:
a) I, II e III são verdadeiras. d) II é verdadeira.
b) I, II e IV são verdadeiras. e) I e IV são verdadeiras.
c) I e III são verdadeiras.
55 (Ceeteps-SP) Dois metais diferentes são colocados, cada
qual numa solução aquosa de um de seus sais, e conecta-
dos a um voltímetro, que registra a diferença de potencial
no sistema, conforme ilustrado abaixo.
Metal
Ponte
salina
Metal
Metal Semi-reação E0redução (V)
PrataAg" " e# Ag "0,8
Cobre Cu2" " 2e# Cu "0,3
Chumbo Pb2" " 2e# Pb #0,1
Zinco Zn2" " 2e# Zn #0,8
Temperatura Concentração H" Pressão
0 °C 0,1 mol/L 1 atm H2
Hg2
2" " 2e# 2 Hg0 (liga com prata)
E 0 % "0,85 V
A afirmação correta é a da alternativa:
a) O cátodo é o alumínio e o ânodo é o mercúrio.
b) O alumínio se reduz e o mercúrio se oxida.
c) O alumínio funciona como agente oxidante e o mer-
cúrio como agente redutor.
d) O potencial da pilha é #0,81 V.
e) O potencial da pilha é "2,51 V.
Considere os metais e os respectivos potenciais de redu-
ção dados nesta tabela:
A maior diferença de potencial no sistema está registrada
quando os metais utilizados forem quais?
a) Prata e cobre.
b) Prata e zinco.
c) Cobre e zinco.
d) Cobre e chumbo.
e) Chumbo e zinco.
56 (Uece) A respeito do eletrodo-padrão de hidrogênio, é
correto dizer que:
a) são as seguintes as condições de padronização esta-
belecidas por convenção para esse eletrodo:
b) em uma pilha que tenha um dos pólos constituído
por um eletrodo-padrão de hidrogênio e o outro for-
mado por uma lâmina de zinco metálico na qual ocor-
ra a semi-reação: Zn0 (s) Zn"2 (aq) " 2e#,
o zinco funcionará como pólo negativo.
c) o potencial do eletrodo-padrão, E 0, é o ponto inicial
de uma escala de valores absolutos.
d) a seguinte semi-reação
Cu2" (aq) " 2e# Cu0 (s)
implica que a semi-reação complementar que deve
ocorrer no eletrodo-padrão de hidrogênio deva ser:
2 H" " 2e# H2 (g)
57 (PUC-RJ) É dada a seguinte célula galvânica:
Zn (s) , Zn2" (aq) ,, Cd2" (aq) , Cd (s)
Sabendo que os potenciais das semi-reações são:
Cd2" (aq) " 2e# Cd (s) E 0 % #0,40 V
Zn2" (aq) " 2e# Zn (s) E 0 % #0,76 V
escolha a única afirmativa correta em relação à reação
espontânea que ocorre na célula.
a) O potencial da reação é #1,16 V.
b) O potencial da reação é #0,36 V.
c) O potencial da reação é "1,16 V.
d) A reação é:
Cd2" (aq) " Zn (s) Zn2" (aq) " Cd (s)
e) A reação é:
Zn2" (aq) " Cd (s) Cd2" (aq) " Zn (s)
EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES Registre as respostasem seu caderno
Capitulo 08B-QF2-PNLEM 4/6/05, 18:03310