Eletroquímica 4.1 EXERCÍCIOS RESOLVIDOS

Prévia do material em texto

www.professormazzei.com – Assunto: Eletroquímica – Folha 4.1 – Prof.: João Roberto Mazzei 
 
 
01. (UEL 2009) A clássica célula galvânica ou pilha de Daniel é representada por: 
Zn(s) / Zn
+2
 (aq) / / Cu
+2
(aq) / Cu(s) 
 
No laboratório de uma escola, o professor e seus alunos fizeram duas alterações nesta pilha. A 
primeira foi substituir o eletrodo de zinco por alumínio e a segunda foi substituir o eletrodo de 
zinco por níquel. A concentração dos íons nas células foi 1 mol/L. 
Elemento Potencial de redução (25 °C, 1 atm) 
Zinco - 0,76 V 
Cobre + 0,34 V 
Alumínio - 1,66 V 
Níquel - 0,25 V 
 
Com base nos dados anteriores e nos conhecimentos sobre o assunto, considere as afirmativas 
a seguir. 
I. A pilha de Daniel gera maior energia que a pilha de Al/Cu. 
II. A quantidade de elétrons transferidos na pilha de Daniel é menor que na pilha Al/Cu. 
III. Nas três pilhas, o eletrodo de cobre é o que recebe elétrons. 
IV. Entre as três pilhas, a pilha de Ni/Cu é a que gera a menor energia. 
 
Assinale a alternativa CORRETA. 
a) Somente as afirmativas I e II são corretas. 
b) Somente as afirmativas I e III são corretas. 
c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. 
d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas. 
e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 
 
02. (UFRS 2008) Considere os seguintes dados eletroquímicos. 
Ag
+
(aq) + e
-
  Ag(s) E
0
 = + 0,80 V 
Cu
2+
(aq) + 2e
-
  Cu(s) E
0
 = + 0,34 V 
 
Um estudante realizou experimentos mergulhando placas metálicas em tubos de ensaio 
contendo diferentes soluções aquosas, como indicado no quadro a seguir. 
www.professormazzei.com – Assunto: Eletroquímica – Folha 4.1 – Prof.: João Roberto Mazzei 
 
 
Com base no exposto, é CORRETO afirmar que ocorre deposição de metal sobre a placa 
metálica apenas 
a) no tubo 2. 
b) no tubo 3. 
c) nos tubos 1 e 2. 
d) nos tubos 1 e 3. 
e) nos tubos 2 e 4. 
03. (UERJ 2009) Alguns animais, como o peixe elétrico, conseguem gerar corrente elétrica pela 
simples migração de íons de metais alcalinos através de uma membrana. O órgão elétrico desse 
peixe é formado por células chamadas de eletroplacas, que são similares às musculares, mas 
não se contraem. Essas células são discos achatados, nos quais uma das superfícies é inervada 
por terminações nervosas colinérgicas. Quando estimuladas, apenas a superfície inervada é 
despolarizada. Milhares de eletroplacas empilham-se em série formando conjuntos que, por sua 
vez, se dispõem em paralelo. 
O esquema a seguir, representando esses conjuntos, detalha também a estrutura básica da 
eletroplaca e mostra os potenciais de repouso da membrana e a sua inversão na face inervada, 
quando o nervo é estimulado. 
 
www.professormazzei.com – Assunto: Eletroquímica – Folha 4.1 – Prof.: João Roberto Mazzei 
 
Como também ocorre na célula muscular, a inversão do potencial da superfície inervada da 
eletroplaca é consequência da rápida difusão para o interior dessa célula do seguinte íon: 
a) K
+
 
b) Na
+
 
c) Ca
++
 
d) Mg
++
 
 
04. (UEG 2009) Uma solução de 1 mol L
-1
 de Cu(NO3)‚ é colocada em uma proveta com uma 
lâmina de cobre metálico. Outra solução de 1 mol L
-1
 de SnSO4 é colocada em uma segunda 
proveta com uma lâmina de estanho metálico. Os dois eletrodos metálicos são conectados por 
fios a um voltímetro, enquanto as duas provetas são conectadas por uma ponte salina. 
Considerando os potenciais-padrão de redução listados a seguir, responda ao que se pede. 
 
Cu
+2
(aq) + 2e
-
  Cu(s) E
0
 = + 0,337 V 
Sn
+2
(aq) + 2e
-
  Sn(s) E
0
 = - 0,140 V 
 
a) Dê o potencial registrado no voltímetro, justificando sua resposta. 
b) Escreva a equação que representa o processo que ocorre nesse sistema e, em seguida, 
aponte o eletrodo que ganhará e aquele que perderá massa no decorrer da reação. 
 
05. (UFRRJ 2008) "O que é feito com as baterias usadas de celular? 
Quase nada - cerca de 1 % - vai para a reciclagem, graças aos poucos consumidores que 
depositam as baterias usadas nos escassos postos de coleta apropriados." 
HAKIME, Raphael. Lixo telefônico. In: "Revista Superinteressante", edição 243, 
setembro, 2007. 
 
A qualidade de vida das futuras gerações depende de cuidados que as pessoas devem ter no 
presente. Um exemplo é a forma como são descartadas as pilhas e baterias. As baterias de 
celulares são pilhas de níquel-cádmio, que são muito fáceis de serem recarregadas. O ânodo 
desta pilha é constituído de cádmio metálico (Cd), o cátodo apresenta óxido de níquel IV (NiO2) e 
o eletrólito é uma solução de hidróxido de potássio (KOH). 
Dados: 
Cd(OH)2(s) + 2e
-
  Cd(s) + 2OH
-
(aq) 
NiO2(s) + 2H2O + 2e
-
  Ni(OH)2 (s) + 2OH
-
(aq) 
 
a) Quais são os agentes redutor e oxidante existentes nessa pilha? 
b) Qual é a reação global dessa pilha? 
www.professormazzei.com – Assunto: Eletroquímica – Folha 4.1 – Prof.: João Roberto Mazzei 
 
06. (FUVEST 2008) Foi montada uma pilha em que o pólo positivo era constituído por um bastão 
de paládio, mergulhado numa solução de cloreto de paládio, e o pólo negativo, por um bastão de 
níquel, mergulhado numa solução de sulfato de níquel. As semi-reações que representam os 
eletrodos são: 
 
Pd
2+
 + 2e
-  Pd 
Ni
2+
 + 2e
-
  Ni 
 
a) Escreva a equação que representa a reação química que ocorre quando a pilha está 
funcionando (sentido espontâneo). 
b) O que acontece com as concentrações de Pd
2+
 e Ni
2+
 durante o funcionamento da pilha? 
Explique. 
c) Os dados da tabela a seguir sugerem que o princípio de Le Chatelier se aplica à reação 
química que acontece nessa pilha. Explique por quê. 
 
E = diferença de potencial elétrico 
07. (UFRS 2006) Considere as seguintes semi-reações, com seus respectivos potenciais de 
redução. 
 
Cd
2+
 + 2e
-  Cd E0 = -0,40 V 
Ni
2+
 + 2e
- 
  Ni E0 = -0,25 V 
 
 
O desenho a seguir representa um sistema que pode envolver algumas das espécies químicas 
referidas acima. 
www.professormazzei.com – Assunto: Eletroquímica – Folha 4.1 – Prof.: João Roberto Mazzei 
 
 
Assinale a alternativa que descreve corretamente uma situação que esse sistema pode 
apresentar. 
a) A lâmina de cádmio não sofre corrosão. 
b) Ocorre diminuição da concentração de cátions na solução. 
c) Ocorre deposição de níquel na superfície do cádmio. 
d) A reação que ocorre é Ni + Cd
2+
  Ni2+ + Cd. 
e) Não ocorre reação, pois os dois metais apresentam potencial negativo. 
 
08. (UFRJ 2006) Plataformas de petróleo, navios e outras estruturas metálicas que ficam em 
contato permanente com a água do mar estão sempre sujeitas à corrosão. Uma das formas 
utilizadas para proteger estruturas de aço submersas consiste em prender uma placa de metal 
na estrutura, conforme ilustra a figura a seguir. 
 
 
Utilizando o conceito de pilha e os potenciais de redução dados, identifique o metal que pode ser 
usado na placa, representando a pilha formada. Considere que a estrutura do aço não sofre 
corrosão. 
 
09. (UFRRJ 2005) A pilha esquematizada abaixo possui nos eletrodos A e B duas placas 
metálicas M e M• mergulhadas, respectivamente, em suas soluções. 
www.professormazzei.com – Assunto: Eletroquímica – Folha 4.1 – Prof.: João Roberto Mazzei 
 
 
Com base nos potenciais de redução indicados para cada eletrodo, é correto afirmar que 
a) o eletrodo A é o catodo. 
b) a oxidação ocorre no eletrodo B. 
c) a redução ocorre no eletrodo A.d) o eletrodo B é o anodo. 
e) a redução ocorre no eletrodo B. 
 
10. (UFPE 2005) Podemos dizer que, na célula eletroquímica 
 
Mg(s) | Mg
2+
(aq) || Fe
2+
(aq) | Fe(s): 
 
a) o magnésio sofre redução. 
b) o ferro é o ânodo. 
c) os elétrons fluem, pelo circuito externo, do magnésio para o ferro. 
d) há dissolução do eletrodo de ferro. 
e) a concentração da solução de Mg
2+
 diminui com o tempo. 
 
 
 GABARITO: 
01. [E] 
02. [B] 
03. [B] 
04. PADRÃO DE RESPOSTA: 
www.professormazzei.com – Assunto: Eletroquímica – Folha 4.1 – Prof.: João Roberto Mazzei 
 
a) Uma reação eletroquímica ocorrerá espontaneamente na direção em que resultar um 
potencial global da reação positivo. Como pode ser visto na figura, o potencial de redução 
do íon Cu
+2
 é maior que o potencial de redução do íon Sn
+2
. Espera-se, portanto, que Cu
+2
 
sofra redução e Sn se oxide. Logo, a reação de redução do Sn
+2
 deve ser invertida para o 
cálculo do potencial da reação, como mostrado a seguir: 
 
Cu
+2
 + 2e-  Cu E0 = + 0,337 V 
Sn  Sn+2 + 2e- E0 = + 0,140 V 
_______________________________ 
Cu
+2
 + Sn  Cu + Sn+2 E0= + 0,477 V 
05. PADRÃO DE RESPOSTA: 
a) Agente redutor - Cd(s) 
Agente oxidante – NiO2(s) 
 
b) 
Cd(s) + 2OH
-
(aq)  Cd(OH)2(s) + 2e
-
 
NiO2(s) + 2H2O + 2e
-  Ni(OH)2(s) + 2OH
-
(aq) 
______________________________________ 
Cd(s) + NiO2(s) + 2H2O  Cd(OH)2(s) + Ni(OH)2(s) 
 
06. PADRÃO DE RESPOSTA: 
a) Pd
2+
 (aq) + Ni(s)  Pd(s) + Ni
2+
(aq) 
 
b) Os íons Pd
2+
 sofrem redução, conseqüentemente, a sua concentração diminui. 
Verificamos que o bastão de Ni(s) sofre oxidação, pois o níquel transforma-se em Ni
2+ 
(aq), 
ou seja, a concentração desse cátion aumenta na solução. 
 
c) Ao analisarmos os experimentos A e B, percebemos que a concentração de Pd
2+
 é 
constante e a concentração de Ni
2+ 
aumenta. O equilíbrio é deslocado para a esquerda: 
 
Pd
2+
 (aq) + Ni(s)  Pd(s) + Ni
2+
(aq) 
 
07. [C] 
08. PADRÃO DE RESPOSTA: 
www.professormazzei.com – Assunto: Eletroquímica – Folha 4.1 – Prof.: João Roberto Mazzei 
 
Zn
0
(s)/Zn
2+
(aq)//H
+
(aq)/H2(aq) 
 
09. [E] 
10. [C]