Termodinâmica da Célula Eletroquímica

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<p>Termodinâmica da Célula Eletroquímica</p><p>Pré Teste</p><p>1. Considere uma pilha formada por dois eletrodos de alumínio e ferro imersos em</p><p>soluções aquosas dos seus respectivos cátions, ambas na concentração de 1 mol/L.</p><p>As semirreações que descrevem o processo de oxidação estão descritas a seguir.</p><p>Al3+ + 3e- ⇄ Al E⁰ = -1,71 V</p><p>Fe3+ + 3e- ⇄ Fe E⁰ = - 0,04 V</p><p>Para o processo descrito, analise a afirmativa correta.</p><p>C. O diagrama de célula do processo é Al(s)│Al3+</p><p>(aq) ۅ Fe3+│Fe(s).</p><p>2. A energia livre de Gibbs indica a espontaneidade de uma reação química. Se a</p><p>energia for positiva o processo é espontâneo e, se for negativa, o processo é não-</p><p>espontâneo. Calcule a energia livre de Gibbs, considerando a seguinte reação:</p><p>Zn0 + Cu2+ ⇄ Zn2+ + Cu0 E0 = 1,10 V (25 0C)</p><p>C. - 212,3 kJ/mol.</p><p>3. Quando os componentes de uma pilha eletroquímica estão em condições padrões</p><p>de é possível determinar o potencial da célula. Considere uma pilha genérica com</p><p>eletrodo X no ânodo e eletrodo Y no cátodo.</p><p>Notação simplificada da célula: X(s)│X2+</p><p>(1,0 mol/L) ۅ Y2+</p><p>(A mol/L)│Y(s).</p><p>O potencial lido da pilha acima foi de 0,586 V. Qual o valor da concentração dos íons</p><p>Y2+?</p><p>Dados:</p><p>E0</p><p>X</p><p>2+</p><p>/X= -1,18 V</p><p>E0</p><p>Y</p><p>3+</p><p>/Y= -0,24 V</p><p>C. 1,0 x 10-12 mol/L.</p><p>4. Uma bateria é formada por várias pilhas ligadas em série ou em paralelo. A bateria</p><p>automotiva é conhecida como bateria de chumbo por ser formada por placas</p><p>metálicas de chumbo interligadas com placas de chumbo revestidas por óxido de</p><p>chumbo. O processo eletroquímico pode ser representado pela reação abaixo.</p><p>2 H2SO4(aq) + PbO2(s) + Pb(s) → 2 H2O(l) + 2 PbSO4(s)</p><p>Assinale a alternativa que apresenta o componente que se oxida e o componente que</p><p>se reduz, respectivamente.</p><p>B. Pb(s) e PbO2(s);</p><p>5. As semirreações que ocorrem na célula combustível de hidrogênio podem ser</p><p>observadas abaixo.</p><p>O2(g) + 2 H2O(l) + 4e- → 4 OH-</p><p>(aq) E0 = + 0,40 V</p><p>2 H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2 OH-</p><p>(aq) E0 = - 0,83 V</p><p>É correto afirmar que:</p><p>A. O potencial da pilha é maior que zero e variação de energia livre de Gibbs é negativa</p><p>sendo assim, um processo espontâneo;</p><p>Pós Teste</p><p>1. No laboratório virtual, montamos uma célula eletroquímica composta por um</p><p>eletrodo de chumbo imerso em uma solução de nitrato de chumbo e um eletrodo de</p><p>cobre imerso em uma solução de cobre.</p><p>Com base nos dados coletados e nos fenômenos observados, marque a afirmativa</p><p>correta.</p><p>B. A solução de Cu2+ fica mais diluída;</p><p>2. Você pôde ver no laboratório virtual a montagem de uma pilha de cobre e chumbo.</p><p>No cotidiano, pode-se encontrar a pilha comum composta por zinco e carbono. O zinco</p><p>constitui o polo negativo da pilha comum. Qual é a meia-célula que representa esse</p><p>polo? Assinale a alternativa correta.</p><p>A. Zn → Zn2+ + 2 e-;</p><p>3. Na célula eletroquímica, utilizamos um elemento capaz de sofrer oxidação e outro</p><p>elemento que sofre redução. Sobre os elementos que compõem a célula, assinale a</p><p>alternativa correta.</p><p>C. O eletrodo de chumbo pode ser substituído por um eletrodo de ferro.</p><p>4. Montamos no nosso laboratório virtual uma pilha de cobre e chumbo. A d.d.p</p><p>verificada para essa célula eletroquímica, a 25 ⁰C, foi de + 0,47 V. Considere a reação:</p><p>Cu2+</p><p>(aq) + Pb(s) → Cu(s)+ Pb2+</p><p>(aq) ∆E⁰= +0,47 V</p><p>Assinale a alternativa que apresenta a afirmação correta.</p><p>C. A reação é espontânea, pois a variação do potencial é positiva.</p><p>5. Segundo normativa da União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC), a</p><p>pilha montada no nosso laboratório virtual pode ser expressa da seguinte forma:</p><p>Pb(s)|Pb2+</p><p>(aq)||Cu2+</p><p>(aq)|Cu(s)</p><p>Onde a barra vertical simples (|) indica a fronteira que separa duas fases e a barra dupla</p><p>(||) indica a ponte salina. Acerca da pilha estudada, assinale a alternativa correta.</p><p>C. A reação apresenta variação de energia de Gibbs negativa.</p>