Química 2 - Conecte LIVE Solucionário (2020) - Usberco-397-399

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395CAPÍTULO 21 | ASPECTOS QUANTITATIVOS DA ELETRÓLISE
 12. (FPP/MED-PR)
Eletrólise é uma reação não espontânea provo-
cada pelo fornecimento de energia elétrica prove-
niente de um gerador (pilhas). A eletrólise possui 
muitas aplicações na indústria química, na pro-
dução 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 plás-
ticas. Essa técnica de deposição em metais é co-
nhecida como galvanização. Os mais comuns são 
as deposições de cromo (cromagem), níquel (ni-
quelagem), prata (prateação), ouro (dourar), usa-
das em grades, calotas de carros, emblemas, peças 
de geladeira, joias, aparelhos de som. É utilizada 
também na purificação ou refino eletrolítico de 
muitos metais, como cobre e chumbo e no proces-
so 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 respectivamen-
te as seguintes soluções químicas: na primeira 
cuba, sulfato de cobre; na segunda cuba, cloreto 
de alumínio; e na terceira cuba, clorato de prata. 
Analisando o texto, assinale a alternativa que 
mostra a massa total dos metais, em gramas, 
depositados nestas três cubas eletrolíticas, liga-
das em série, quando submetidas a uma corren-
te de 6 A durante um tempo de 0,672 horas.
Dados: Cu 5 63,5; A, 5 27; Ag 5 108; 
1 F 5 96 500 C.
a) 22,366
b) 27,3
c) 28,4
d) 29,11
e) 30,15
 13. (UPE) Segundo o Conselho Nacional do Meio Am-
biente – CONAMA, a concentração de íons cobre, 
dissolvidos numa água classificada como doce, 
não pode ser superior a 0,009 mg de Cu21 por 
litro de água. Num determinado processo indus-
trial, a concentração de íons Cu21 no efluente é 
igual a 350 mg/L.
X
A equipe técnica da indústria optou por usar um 
processo de eletrodeposição para reduzir a con-
centração de íons cobre no efluente. Para isso, 
utilizou corrente elétrica igual a 10 A por 2 horas 
40 min e 50 s, considerando-se um volume de 
100 litros de efluente.
Dados: Massa atômica: Cu 5 63,5 u; 
1 F 5 96 500 C/mol; Q 5 i ? t
Considerando o processo de eletrodeposição des-
crito, assinale a alternativa que apresenta a afir-
mativa CORRETA.
a) 95% dos íons Cu21 presentes no efluente foram 
eletrodepositados.
b) Após a eletrodeposição, a concentração de íons 
Cu21 é igual a 32,5 mg/L.
c) A concentração de íons Cu21 é dez vezes maior 
que a estabelecida pelo CONAMA.
d) A concentração de íons Cu21 dissolvidos no 
efluente não é alterada pelo processo de ele-
trodeposição.
e) A equipe técnica atuou corretamente, uma vez 
que a concentração de íons Cu21 ficou abaixo 
da estabelecida pelo CONAMA.
 14. (UPM-SP) Utilizando eletrodos inertes, foram sub-
metidas a uma eletrólise aquosa em série duas 
soluções aquosas de nitrato, uma de níquel (II) e 
outra de um metal Z, cuja carga catiônica é des-
conhecida. Após 1 hora, 20 minutos e 25 segundos, 
utilizando uma corrente de 10 A, foram obtidos 
14,500 g de níquel (II) e 25,875 g do metal Z.
Dados: massas molares (g/mol) Ni 5 58 e Z 5 207; 
1 faraday 5 96 500 C
De acordo com essas informações, é correto afir-
mar que a carga iônica do elemento químico Z é 
igual a:
a) 11.
b) 12.
c) 13.
d) 14.
e) 15.
Leia o texto para responder a próxima questão.
O valor da Constante de Avogadro é determina-
do experimentalmente, sendo que os melhores va-
lores resultam da medição de difração de raios X 
de distâncias reticulares em metais e em sais. O 
valor obtido mais recentemente e recomendado é 
6,02214 ? 1023 mol21.
X
X
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396 UNIDADE 5 | ELETROQUÍMICA
Um modo alternativo de se determinar a Cons-
tante de Avogadro é utilizar experimentos de ele-
trólise. Essa determinação se baseia no princípio 
enunciado por Michael Faraday (1791-1867), segun-
do o qual a quantidade de produto formado (ou rea-
gente consumido) pela eletrólise é diretamente 
proporcional à carga que flui pela célula eletrolítica.
Observe o esquema que representa uma célula 
eletrolítica composta de dois eletrodos de zinco me-
tálico imersos em uma solução 0,10 mol ? L21 de 
sulfato de zinco (ZnSO
4
). Os eletrodos de zinco estão 
conectados a um circuito alimentado por uma fon-
te de energia (CC), com corrente contínua, em série 
com um amperímetro (Amp) e com um resistor (R) 
com resistência ôhmica variável.
(Ilhami Ceyhun e Zafer Karagölge. 
www.tudes.org. Adaptado.)
 15. (Vunesp-SP) Após a realização da eletrólise aquo-
sa, o eletrodo de zinco que atuou como catodo no 
experimento foi levado para secagem em uma 
estufa e, posteriormente, pesado em uma balan-
ça analítica. Os resultados dos parâmetros me-
didos estão apresentados na tabela.
parâmetro medida
carga 168 C
massa do eletrodo de Zn inicial 
(antes da realização da eletrólise)
2,5000 g
massa do eletrodo de Zn final
(após a realização da eletrólise)
2,5550 g
Escreva a equação química balanceada da semir-
reação que ocorre no catodo e calcule, utilizando 
os dados experimentais contidos na tabela, o va-
lor da Constante de Avogadro obtida.
Dados: Massa molar, em g ? mol21: Zn 5 65,4.
Carga do elétron, em C ? elétron21: 1,6 ? 10219. 
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P,
 2
0
1
4
.
 16. (Fuvest-SP) A determinação da carga do elétron 
pode ser feita por método eletroquímico, utilizan-
do a aparelhagem representada na figura abaixo. 
Duas placas de zinco são mergulhadas em uma 
solução aquosa de sulfato de zinco (ZnSO
4
). Uma 
das placas é conectada ao polo positivo de uma 
bateria. A corrente que flui pelo circuito é medida 
por um amperímetro inserido entre a outra placa 
de Zn e o polo negativo da bateria. A massa das 
placas é medida antes e depois da passagem de 
corrente elétrica por determinado tempo. Em um 
experimento, utilizando essa aparelhagem, ob-
servou-se que a massa da placa, conectada ao 
polo positivo da bateria, diminuiu de 0,0327 g. Este 
foi, também, o aumento de massa da placa co-
nectada ao polo negativo.
bateria
amperímetro
solução de
ZnSO
4
(aq)
Zn Zn
12
a) Descreva o que aconteceu na placa em que 
houve perda de massa e também o que acon-
teceu na placa em que houve ganho de massa.
b) Calcule a quantidade de matéria de elétrons (em 
mol) envolvida na variação de massa que ocorreu 
em uma das placas do experimento descrito.
c) Nesse experimento, fluiu pelo circuito uma 
corrente de 0,050 A durante 1 920 s. Utilizando 
esses resultados experimentais, calcule a car-
ga de um elétron.
 17. (UEL-PR) Em uma célula eletrolítica contendo 
solução de NiSO
4
 foram imersos dois eletrodos 
inertes.
Determine a massa de níquel metálico e a de gás 
oxigênio produzidas após a passagem, pela célu-
la, de uma corrente de 4,0 A durante 1,0 h.
Dados: 1 moI de Ni 5 58,7 gramas; 1 moI de 
O
2
 5 32,0 gramas.
Ni21 1 2 e2 Ni(s) E0 5 20,26 V
4 e2 1 O
2
 (g) 1 4 H1 2 H
2
O E0 5 1,23 V
Apresente os cálculos realizados na resolução da 
questão.
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397CAPÍTULO 21 | ASPECTOS QUANTITATIVOS DA ELETRÓLISE
 18. (Espcex/Aman) Duas cubas eletrolíticas distin-
tas, uma contendo eletrodos de níquel (Ni) e 
solução aquosa de NiSO
4
 e outra contendo ele-
trodos de prata (Ag) e solução aquosa de AgNO
3
, 
estão ligadas em série, conforme mostra a figura 
a seguir.
Ni Ni
NiSO
4 
(aq)
cuba 1
Ag Ag
AgNO
3 
(aq)
cuba 2
bateria
12
Esse conjunto de cubas em série é ligado a uma 
bateria durante um certo intervalo de tempo, sen-
do observado um incremento de 54 g de massa 
de prata emum dos eletrodos de prata. Desse 
modo, o incremento da massa de níquel em um 
dos eletrodos de níquel é de:
Dados: Constante de Faraday 5 96 500 coulombs/mol 
de elétrons; Massa molar do níquel 5 59 g/mol; 
Massa molar da prata 5 108 g/mol.
a) 59,32 g.
b) 36,25 g.
c) 14,75 g.
d) 13,89 g.
e) 12,45 g.
 19. (UFPR) Alternativas promissoras às pilhas e 
baterias para armazenamento de energia são os 
supercapacitores e ultracapacitores. Um super-
capacitor é um dispositivo com capacidade de 
armazenamento de energia muito superior a ca-
pacitores comuns. 
Enquanto capacitores comuns têm sua capaci-
tância medida na ordem de mF (F 5 Farad), um 
supercapacitor possui capacitâncias da ordem de 
até 5 kF.
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X
180
150
120
90
60
30
0
GPS 3G SMS Telefone Wi-Fi Bluetooth
Funcionalidades
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O desenvolvimento dos supercapacitores está in-
timamente ligado à nanotecnologia e os materiais 
empregados nesses dispositivos são nanotubos 
de carbono, polímeros condutores e hidrogéis 
inorgânicos. 
Basicamente, um material supercapacitor deve 
ser capaz de absorver carga, que pode ser íons 
de um eletrólito em seu interior. 
Considerando um hidrogel inorgânico capaz de 
atuar como supercapacitor, que apresenta capa-
cidade de carga da ordem de 100 F ? g21, a uma 
tensão de 2,5 V, calcule quanta carga, em termos 
de quantidade de matéria de íons Li1, 1 g desse 
material pode absorver.
Dados: 1 F 5 C ? V21; 1 F 5 96 500 C ? mol21
 20. (UFG-GO) As baterias recarregáveis de íons lítio 
são utilizadas nos aparelhos celulares modernos, 
por apresentarem uma capacidade de centenas de 
ciclos de carga e descarga. O potencial da célula 
de uma bateria de lítio é de 3,7 V e apresenta ca-
pacidade de carga de 1500 mAh. Essas caracte-
rísticas permitem a inclusão de várias funciona-
lidades tecnológicas nos celulares, como GPS, 
bluetooth, 3G, Wi-Fi, SMS, além da função de te-
lefone. 
O gráfico abaixo apresenta o consumo estimado 
de bateria para uso de cada uma dessas funcio-
nalidades.
Com base nas informações fornecidas:
a) calcule o número de mol de elétrons envolvidos 
na descarga total da bateria. Considere a car-
ga do elétron igual a 1,6 ? 10219 C e o número 
de Avogadro igual a 6 ? 1023;
b) supondo-se que todas as funcionalidades re-
presentadas no gráfico estejam ativadas si-
multaneamente no celular, calcule o tempo 
de vida aproximado de um ciclo de carga da 
bateria.
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