QUIMICA TEC Lista_de_Exercicios_pilhas

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Lista de Exercícios sobre pilhas
Prof.: Fauze Aouada
1) Uma célula voltaica é baseada nas duas semi-reações seguintes:
Cd2+ (aq) + 2 e- ( Cd (s)
 
Sn2+ (aq) + 2 e- ( Sn (s) 
Determine (a) as semi-reações que ocorrem no cátodo, no ânodo e na célula e (b) o potencial-padrão E0cel da célula e o valor de (G?. R: 0,267 V e (G = - 0,051 x 106 J 
2) Calcular o potencial padrão (0 e (G para cada uma das reações redox seguintes. R: 1,81V e (G = - 1,05 x 106 J ; 0,28V e (G = - 0,54 x 106 J
a) 3Br2 + 2Cr(s) ( 2Cr+3 + 6Br- b) 4(MnO4)- + 12H+ ( 4Mn+2 + 5O2 + 6H2O
3) Calcular o potencial padrão para cada uma das reações abaixo: R: 0,286V; 0,364V
a) Sn+4 + Sn0 ( 2 Sn+2 b) (H2AO3)- + 3Na + H2O ( A0 + 3Na+ + 4OH-
4) Calcular (0 para cada uma das células abaixo. R: 1,66V; 0,56V
a) A(s) | A+3 (1M) || H+ (1M) | H2(g) (1 atm)| Pt(s) 
b) Ag(s) | Ag+ (1 M) || Cl2 (1 atm) | Cl- (1 M) | Pt(s)
5) Calcular (0 para cada uma das células abaixo: R: 0,440 V; 1,023V
a) Fe(s) | Fe+2 (1M) || H+ (1M) | H2 (1 atm) | Pt(s)
b) Cu(s) | Cu+2 (1M) || Cl2 (1 atm) | Cl- (1 M) | Pt(s)
6) Considere a pilha galvânica representada abaixo:
Ni0 / Ni+2 // Cu+2 / Cu0
Calcule:
Quais as semi-reações e a global? 
Quem é o catodo e o anodo?
Quem se oxida e quem se reduz?
Qual o sentido dos elétrons pelo fio condutor?
Qual o sentido dos íons pelo circuito interno?
Qual solução irá se diluir e se concentrar?
7) A corrosão de ferro metálico envolve a formação envolve a formação de íons Fe2+. Para evitá-la, chapas de ferro são recobertas por uma camada de outro metal. Em latas de alimentos a camada é de estanho metálico e em canos d'água feito de ferro, de zinco metálico.
Explique por que:
a) a camada de zinco evita a corrosão de canos d'água;
b) quando a camada de estanho é danificada, expondo a camada do ferro, a corrosão acontece mais rapidamente do que quando a referida camada está ausente.
8) Descreva o que você entende por proteção catódica e proteção anódica? 
9) Uma célula voltaica é construída a 25ºC, a qual usa a seguinte reação:
Zn (s) + Ni2+ (aq) ( Zn2+ (aq) + Ni (s)
a) Qual é a fem (E0) dessa célula sob condições-padrão? R = 0,513 V
b) Qual é a fem (E0) dessa célula quando [Ni2+ ] = 3,00 mol/L e [Zn2+]= 0,100 mol/L? Considere uma solução ideal, ou seja, atividade = concentração. R = 0,557 V
c) Qual é a fem (E0) dessa célula quando [Ni2+] = 0,200 mol/L] e [Zn2+]= 0,900 mol/L? Considere uma solução ideal, ou seja, atividade = concentração. R = 0,494 V
10) Descreva o que você entende por ponte salina da Figura abaixo. Nesse caso, a ponte salina é constituída por NaNO3.
�
	 ( movimento de cátions
	 ( movimento de anions
�
Potenciais de eletrodos padrão
	A - Solução aquosa ácida
	
	A - Solução aquosa ácida
	Potencial de oxidação E0(V)
	Reação do eletrodo
	Potencial de redução E0 (V)
	
	Potencial de oxidação E0 (V)
	Reação do eletrodo
	Potencial de redução E0 (V)
	+3,09
	3/2 N2 + e ( N3
	-3,09
	
	-0,153
	Cu+2 + e ( Cu+
	+0,153
	+3,045
	Li+ + e ( Li
	-3,045
	
	-0,16
	BiOC + 2H+ + 3e ( Bi + H2O + C-
	+0,16
	+2,925
	K+ + e ( K
	-2,925
	
	-0,222
	AgC + e ( Ag + C-
	+0,222
	+2,925
	Rb+ + e ( Rb
	-2,925
	
	-0,32
	BiO+ + 2H+ + 3e ( Bi + H2O
	+0,32
	+2,89
	Sr+2 + 2e ( Sr
	-2,89
	
	-0,337
	Cu+2 + 2e ( Cu
	+0,337
	+2,87
	Ca+2 + 2e ( Ca
	-2,87
	
	-0,45
	H2SO3 + 4H+ + 4e ( S + 3H2O
	+0,45
	+2,714
	Na+ + e ( Na
	-2,714
	
	-0,521
	Cu+ + e ( Cu
	+0,521
	+2,52
	La+3 + 3e ( La
	-2,52
	
	-0,536
	I2 + 2e ( 2I-
	+0,536
	+2,48
	Ce+3 + 3e ( Ce
	-2,48
	
	-0,564
	MnO4- + e ( MnO4-2
	+0,564
	+2,37
	Mg+2 + 2e ( Mg
	-2,37
	
	-0,682
	O2 + 2H+ + 2e ( H2O2
	+0,682
	+2,37
	Y+3 + 3e ( Y
	-2,37
	
	-0,72
	H2O2 + H+ + e ( OH + H2O
	+0,72
	+2,25
	1/2 H2 + e ( H-
	-2,25
	
	-0,771
	Fe+3 + e ( Fe+2
	+0,771
	+2,08
	Sc+3 + 3e ( Sc
	-2,08
	
	-0,789
	Hg2+2 + 2e ( 2Hg
	+0,789
	+2,07
	Pu+3 + 3e ( Pu
	-2,07
	
	-0,799
	Ag+ + e ( Ag
	+0,799
	+1,85
	Be+2 + 2e ( Be
	-1,85
	
	-0,8
	Rh+3 + 3e ( Rh
	+0,8
	+1,80
	U+3 + 3e ( U
	-1,80
	
	-0,920
	2Hg+2 + 2e ( Hg2+2
	+0,920
	+ 1,66
	Al+3 + 3e ( Al
	-1,66
	
	-0,987
	Pd+2 + 2e ( Pd
	+0,987
	+1,63
	Ti+2 + 2e ( Ti
	-1,63
	
	-1,065
	Br2 () + 2e ( 2Br-
	+1,065
	+1,53
	Zr+4 + 4e ( Zr
	-1,53
	
	-1,229
	O2 + 4H+ + 4e ( 2H2O
	+1,229
	+1,18
	Mn+2 + 2e ( Mn
	-1,18
	
	-1,33
	Cr2O7-2 + 14H+ + 6e ( 2Cr+3 + 7H2O
	+1,33
	+1,1
	Nb+3 + 3e ( Nb
	-1,1
	
	-1,360
	C2 + 2e ( 2C-
	+1,360
	+0,89
	TiO+2 + 2H+ + 4e ( Ti + H2O
	-0,89
	
	-1,50
	Au+3 + 3e ( Au
	+1,50
	+0,81
	Ta2O5 + 10H+ + 10e ( 2Ta + 5H2O
	-0,81
	
	-1,5
	HO2 + H+ + e ( H2O2
	+1,5
	+0,763
	Zn+2 + 2e ( Zn
	-0,763
	
	-1,51
	MnO4- + 8H+ + 5e ( Mn+2 + 4H2O
	+1,51
	+0,74
	Cr+3 + 3e ( Cr
	-0,74
	
	-1,63
	HCO + H+ + e ( 1/2 C2 + H2O
	+1,63
	+0,65
	Nb2O5 + 10H+ + 10e ( 2Nb + 5H2O
	-0,65
	
	-1,7
	Au+ + e ( Au
	+1,7
	+0,53
	Ga+3 + 3e ( Ga
	-0,53
	
	-1,77
	H2O2 + 2H+ + 2e ( 2H2O
	+1,77
	+0,440
	Fe+2 + 2e ( Fe
	-0,440
	
	-1,82
	Co+3 + e ( Co+2
	+1,82
	+0,41
	Cr+3 + e ( Cr+2
	-0,41
	
	-1,9
	FeO4-2 + 8H+ + 3e ( Fe+3 + 4H2O
	+1,9
	+0,403
	Cd+2 + 2e ( Cd
	-0,403
	
	-1,98
	Ag+2 + e ( Ag+
	+1,98
	+0,37
	Ti+3 + e ( Ti+2
	-0,37
	
	-2,07
	O3 + 2H+ + 2e ( O2 + H2O
	+2,07
	+0,342
	In+3 + 3e ( In
	-0,342
	
	-2,65
	F2 + 2e ( 2F-
	+2,65
	+0,3363
	T+ + e ( T
	-0,3363
	
	-2,8
	OH + H+ + e ( H2O
	+2,8
	+0,277
	Co+2 + 2e ( Co
	-0,277
	
	-3,00
	F2 + 2H+ + 2e ( 2HF (aquoso)
	+3,00
	+0,255
	V+3 + e ( V+2
	-0,255
	
	
B - Solução aquosa básica
	+0,250
	Ni+2 + 2e ( Ni
	-0,250
	
	
	+0,2
	Mo+3 + 3e ( Mo
	-0,2
	
	
	+0,136
	Sn+2 + 2e ( Sn
	-0,136
	
	+2,69
	Mg(OH)2 + 2e ( Mg + 2OH
	-2,69
	+0,13
	O2 + H+ + e ( HO2
	-0,13
	
	+2,35
	H2AO3- + H2O + 3e ( A + 4OH-
	-2,35
	+0,126
	Pb+2 + 2e ( Pb
	-0,126
	
	+1,70
	SiO3-2 + 3H2O + 4e ( Si + 6OH-
	-1,70
	+0,09
	WO3 + 6H+ + 6e ( W + 3H2O
	-0,09
	
	+1,3
	Cr(OH)3 + 3e ( Cr + 3OH-
	-1,3
	0,000
	2H+ + 2e ( H2
	0,000
	
	+1,245
	Zn(OH)2 + 2e ( Zn + 2OH-
	-1,245
	-0,1
	TiO+2 + 2H+ + e ( Ti+3 + H2O
	+0,1
	
	+1,216
	ZnO2-2 + 2H2O + 2e ( Zn + 4OH-
	-1,216
	-0,102
	Si + 4H+ + 4e ( SiH4
	+0,102
	
	+1,05
	MoO4-2 + 4H2O + 6e ( Mo + 8OH-
	-1,05
	-0,13
	C + 4H+ + 4e ( CH4
	+0,13
	
	+1,0
	In(OH)3 + 3e ( In + 3OH-
	-1,0
	-0,141
	S + 2H+ + 2e ( H2S
	+0,141
	
	+0,90
	Sn(OH)6-2 + 2e ( HSnO- + H2O + 3OH-
	-0,90
	-0,15
	Sn+4 + 2e ( Sn+2
	+0,15
	
	+0,877
	Fe(OH)2 + 2e ( Fe + 2OH-
	-0,877
	-0,152
	Sb2O3 + 6H+ + 6e ( 2Sb + 3H2O
	+0,152
	
	+0,828
	2H2O + 2e ( H2 + 2OH-
	-0,828
	Potenciais de eletrodos padrão
	
	Tabela prática de nobreza em água do mar
	A - Solução aquosa ácida
	
	Extremidade anódica
(corrosão)
	
	
	Potencial de oxidação E0 (V)
	Reação do eletrodo
	Potencial de redução E0 (V)
	
	
	
	
	+0,56
	Fe(OH)3 + e ( Fe(OH)2 + OH-
	-0,56
	
	01. Magnésio
	16. Aço AISI 304 (ativo)
	31. Cupro-Níquel 70/30
 (alto teor de ferro)
	+0,56
	O2 + e ( O2-
	-0,56
	
	02. Ligas de magnésio
	17. Aço AISI 316 (ativo)
	
	+0,54
	HPbO2 + H2O + 2e ( Pb + 3OH-
	-0,54
	
	03. Zinco
	18. Chumbo
	32. Níquel (passivo)
	+0,48
	S + 2e ( S-2
	-0,48
	
	04. Alclad 38
	19. Estanho
	33. Inconel (passivo)
	+0,24
	HO2- + H2O + e ( OH + 2OH-
	-0,24
	
	05. Alumínio 3S
	20. Níquel (ativo)
	34. Monel
	+0,13
	CrO4-2 + 4H2O + 3e ( Cr(OH)3 + 5OH-
	-0,13
	
	06. Alumínio 61S
	21. Inconel (ativo)
	35. Hastelloy C
	+0,12
	Cu(NH3)2+ + e ( Cu + 2NH3
	-0,12
	
	07. Alumínio 63S
	22. Metal Munz
	36. Aço AISI 410 (passivo)
	+0,076
	O2 + H2O + 2e ( HO2- + OH-
	-0,076
	
	08. Alumínio 52
	23. Latão amarelo37. Aço AISI 430 (passivo)
	+0,017
	AgCN + e ( Ag + CN-
	-0,017
	
	09. Cádmio
	24. Latão do almirantado
	38. Aço AISI 304 (passivo)
	-0,4
	O2- + H2O + e ( OH( + HO2-
	+0,4
	
	10. Aço doce
	25. Latão alumínio
	39. Aço AISI 316 (passivo)
	-0,401
	O2 + 2H2O + 4e ( 4OH-
	+0,401
	
	11. Aço baixo teor liga
	26. Latão vermelho
	40. Titânio
	-0,88
	HO2- + H2O + 2e ( 3OH-
	+0,88
	
	12. aço liga
	27. Cobre
	41. Prata
	-0,89
	CO- + H2O + 2e ( C- + 2OH-
	+0,89
	
	13. Ferro fundido
	28. Bronze
	42. Grafite
	-0,9
	FeO4-2 + 2H2O + 3e ( FeO2- + 4OH-
	+0,9
	
	14. Aço AISI 410 (ativo)
	29. Cupro-Níquel 90/10
	43. Ouro
	-1,24
	O3 + H2O + 2e ( O2 + 2OH-
	+1,24
	
	15. Aço AISI 430 (ativo)
	30. Cúpro-Níquel 70/30
 (baixo teor de ferro)
	44. Platina
	-2,0
	OH + e ( OH-
	+2,0
	
	
	
	Extremidade catódica
(proteção)
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Alclad - Liga de alumínio revestida com alumínio. Aço doce - contém entre 0,15 a 0,30% de carbono. Aços liga - aços contendo teores variados de elementos como Mo, V, etc. para alterar-lhes as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão. AISI - American Iron and Steel Institute; Passivação - Tratamento químico em chapas metálicas visando aumentar sua resistência a certos meios corrosivos. Metal Munz - liga com 60% Cu e 40% Zn. Latão - liga contendo principalmente cobre e zinco. Ligas Monel - liga contendo 67% Ni, 30% Cu, 1,2% Mn, 1,2% Fe e traços de C e Si. Tendo seus valores alterados, a liga recebe uma numeração específica. Hastelloy - ligas de níquel