334023 Exerc Eletroquímica

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UNIDADE DESCENTRALIZADA DE ARACRUZ
CURSO DE LICENCIATURA EM QUÍMICA
QUÍMICA Geral II - ELETROQUÍMICA
Professora: Patrícia Silvana S. Andreão
EXERCÍCIOS
1 – Determine os números de oxidação do bromo, iodo e enxofre nas espécies químicas H2BO3–, IO4– e HSO4– 
B3+, I7+, S6+
2 - Assinale a afirmativa correta em relação à reação:   2 HCl  +  NO2  →  H2O + NO + Cl2
a) O elemento oxigênio sofre redução.          
b) O elemento cloro sofre redução.                c) O HCl é o agente oxidante.
d) O NO2 é o agente redutor. e) O NO2 é o agente oxidante.
3 - Analise as seguintes reações:
I.    2 HCl + 2 HNO3 → 2 NO2 + Cl2 + 2 H2O
II.   Cl2 + H2O2 → 2 HCl + O2
III.  Zn + 2 MnO2 → ZnO + Mn2O3
Determine os agentes oxidantes das reações I, II e III.
4 - O trabalho produzido por uma pilha é proporcional à diferença de potencial (ddp) nela desenvolvida quando se une uma meia-pilha onde a reação eletrolítica de redução ocorre espontaneamente (catodo) com outra meia pilha onde a reação eletrolítica de oxidação, ocorre espontaneamente (anodo).
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��
Com base nas semi-reações eletrolíticas acima, colocadas no sentido da oxidação, e seus respectivos potenciais, quais os metais que produzirão maior valor de ddp quando combinados para formar uma pilha?
Zn e Ag
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5 - Considere o esquema abaixo que representa uma pilha constituída de metal cobre em solução aquosa de sulfato de cobre e metal cádmio em solução de sulfato de cádmio.
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��
Uma tabela fornece a informação de que os potenciais padrões de redução do Cu2+ e do Cd2+ são, respectivamente, +0,34 V e -0,40 V e que a prata é um elemento mais nobre que o cobre. Represente a ordem decrescente de facilidade de oxidação dos três metais citados e a diferença de potencial (ddp) da pilha indicada na figura. 
Cd 
Cu
Ag�
E= 0,34 – (-0,40) = 0,74 V
6 - Os principais fenômenos estudados pela eletroquímica são a produção de corrente elétrica, através de uma reação química (pilha), e a ocorrência de uma reação química, pela passagem de corrente elétrica (eletrólise). Com relação a esses fenômenos, analise as proposições abaixo.
I – As pilhas comuns são dispositivos que aproveitam a transferência de elétrons em uma reação de oxirredução, produzindo uma corrente elétrica, através de um condutor.
II – Em uma pilha a energia elétrica é convertida em energia química.
III – O fenômeno da eletrólise é basicamente contrário ao da pilha, pois enquanto na pilha o processo químico é espontâneo (ΔEº > 0), o da eletrólise é não-espontâneo (ΔEº < 0).
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a proposição II é verdadeira. b) Somente as proposições I e II são verdadeiras.
c) Somente as proposições I e III são verdadeiras. d) Somente a proposição I é verdadeira.
e) Todas as proposições são verdadeiras.
7 - Calcule a ddp da pilha Cr l Cr3+(0,1 M) || Sn2+(0,001 M) | Sn, Dados os potenciais padrão de redução. 
Cr3+ + 3é → Cr E = -0,74v (x2) 2Cr + 3Sn2+ → 2Cr3+ + 3Sn E° = 0,60 v
Sn2+ + 2é → Sn E = -0,14v (x3) 
E = E° - 0,0592/6 x log[Cr3+]2 / [Sn2+]3 
E = 0,60 – 0,0592/6 x log(0,1)2 / (0,001)3
E = 0,60 – 0,0592/6 x log(0,01) / (10-9)
E = 0,60 – (9,8x10-3) x log107 
E = 0,60 – (9,8x10-3) x 7
E = 0,60 – 0,0686
E = 0,5314 v
8 - Calcule a ddp da seguinte pilha a 25 oC: Fe | Fe2+(0,02 M) || Cu2+(0,2 M) | Cu. 
Cu2+ + 2é → Cu° E° = 0,34 v Cu2+ + Fe° → Fe2+ + Cu° E° = 0,79 v
Fe2+ + 2é → Fe° E° = -0,45 v
E = E° - 0,0592/2 x log[Fe2+] / [Cu2+] 
E = E° - 0,0592/2 x log[0,02] / [0,2] 
E = E° - 0,0592/2 x log0,1
E = E° - 0,0296 x (-1)
E = 0,79 + 0,0296
E = 0,8196 v
9 - Considere a célula eletroquímica abaixo e os potenciais das semi-reações:
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Sobre o funcionamento da pilha, e fazendo uso dos potenciais dados, é INCORRETO afirmar que:
a) os elétrons caminham espontaneamente, pelo fio metálico, do eletrodo de níquel para o de cobre.
b) a ponte salina é fonte de íons para as meia-pilhas.
c) no anodo ocorre a semi-reação Ni(s) → Ni2+(aq) + 2e
d) no catodo ocorre a semi-reação:
 Cu2+(aq) + 2e → Cu(s)
e) a reação espontânea que ocorre na pilha é: 
Cu(s) + Ni2+(aq) → Cu2+(aq) + Ni(s)
�
10 - Calcule o potencial de uma pilha de concentração contendo Cr3+ 0,002 M em um compartimento e Cr3+ 0,1 M no outro compartimento com eletrodos de Cr mergulhados em cada solução. 
E = E° - (0,0592 / 3) x log(0,002) / (0,1)
E = 0 – 0,0197 x log0,02
E = – 0,0197 x (-1,698)
E = 0,0334 v
11 - Uma mistura ácida de H3AsO3 0,150 M e H3AsO4 0,0610 M possui potencial de eletrodo de 0,494 V. Qual é o pH da solução? 
H3AsO4 + 2 H+ + 2 e- ⇌ H3AsO3 + H2O E°= 0,559 V
E = E° (- 0,0592 / 2) x log[H3AsO3] / [H3AsO4] [H+]2
E = E° (- 0,0592 / 2) x log[0,150] / [0,0610] [H+]2
0,494 = 0,559 – 0,0296 x log0,150 / 0,0610 x [H+]2
0,494 = 0,559 – 0,0296 x log2,459 / [H+]2
0,494-0,559 = - 0,0296 x log2,459 / [H+]2
-0,065 / (-0,0296) = log2,459 / [H+]2
2,195 = log2,459 / [H+]2
2,459 / [H+]2= 102,195
[H+]2 = 2,459 /102,195
[H+]2 = 0,0156
[H+] = √0,0156
[H+] = 0,1248
pH = -log0,1248 = 0,90
12 - Calcule a constante de equilíbrio para a célula: Zn / Zn (0,10 M) // Cu2+ (0,10 M) / Cu
logK = 2x(-E°) / -0,0592
logK = 2x (-1,1) / -0,0592
logK = -2,2 / -0,0592
logK = 37,16 
K = 1x1037
13 - Calcule a constante de equilíbrio para a reação: MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+ ⇌ Mn2+ + 5 Fe3+ + 4 H20
DADOS: MnO4- + 8 H+ + 5 e- ⇌ Mn2+ + 4 H2O E° = 1,51 V 
 	 Fe3+ + e- ⇌ Fe2+ E° = 0,77V
14 -Qual o potencial de redução de uma meia pilha composta de um fio de cobre imerso em CuSO4, 2.10-4 M? 
15 - Os sais de chumbo constituem-se num grave problema ambiental, pois se ingeridos provocam doenças neurológicas irreversíveis. Numa indústria, quer-se desenvolver um método eletroquímico para depositar chumbo metálico no tratamento do seu efluente. Considere os seguintes valores de potenciais padrão de redução em meio ácido:
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Qual o metal mais adequado, dentre estes, para ser utilizado como ânodo no processo?
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16 - Escreva a equação de Nernst e calcule ΔE para as seguintes reações:
a) Cu2+(0,1 M) + Zn → Cu + Zn2+(1,0 M) 
b) Sn2+(0,5 M) + Zn → Cu + Zn2+(0,01 M) 
c) 2 H+(0,01 M) + Zn → H2 (1atm) + Zn2+(1,0 M) 
d) 2 Al + 3 Ni2+(0,8M) → 2 Al3+(0,02M) + 3 Ni 
e) Cu+ (0,05 M) + Zn → Cu + Zn2+ (0,01 M) 
f) PbO2 + SO42- (0,01 M) + 4 H+ (0,1 M) + Cu → PbSO4 + 2 H2O + Cu2+ (0,001 M)