Lista Eletroquímica

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Universidade Estadual de Maringá
Departamento de Química – Profª Sabrina Alencar de Almeida Batista
LISTA DE EXERCÍCIOS – Eletroquímica
Dê o significado dos termos redução e oxidação. Qual o significado dos termos agente redutor e agente oxidante?
Em cada uma das seguintes equações de oxirredução, identifique os elementos que sofrem variações no número de oxidação e indique o valor da variação em cada caso.
 I2O5(s) + 5CO(g) ( I2(s) + 5CO2(g)
2Hg2+(aq) + N2H4(aq) ( 2Hg(l) + N2(g) + 4H+(aq)
3H2S(aq) + 2H+(aq) + 2NO3- (aq) ( 3S(s) + 2NO(g) + 4H2O(l)
Ba+2(aq) + 2OH-(aq) + H2O2(aq) + 2ClO2(aq) ( Ba(ClO2)2 + 2H2O(l) + O2(g)
Uma célula voltaica é constituída de dois compartimentos de eletrodos. Um compartimento de eletrodo consiste em uma lâmina de prata colocada em uma solução de AgNO3, e o outro contém uma lâmina de ferro colocada em uma solução de FeCl2. A reação completa da célula é: 
Fe(s) + 2Ag+ (aq) ( Fe2+ (aq) + 2Ag (s)
Esboce o esquema dessa célula (pilha). (b) Escreva as semi reações que ocorrem em cada compartimento de eletrodo (ânodo) e (cátodo). (c) Os elétrons fluem do eletrodo de prata para o eletrodo de ferro ou do ferro para a prata? (d) Indique a migração dos íons da ponte salina formada por KCl.
Resp: a) Desenhe a pilha. b) ânodo: Fe(s) ( Fe2+(aq) + 2e–; cátodo: Ag+(aq) + 1e– ( Ag(s); c) Os e- fluem do ânodo para o cátodo, então, os e- fluem do eletrodo de Fe para o eletrodo de prata. d) Os cátions migram no sentido do cátodo, Ag(s) e os ânions migram no sentido do ânodo Fe(s). 
(a) O que significa o termo força eletromotriz (fem)? (b) Qual a definição de volt? (c) O que significa o termo potencial da célula?
Resp: (a) Força eletromotriz (fem) é a diferença de energia potencial entre um e- no ânodo e um e- no cátodo em uma célula voltaica. (b) Um volt é a diferença de energia potencial necessária para fornecer 1J de energia para uma carga de 1 Coulomb. (c) Eºcel é a força eletromotriz de uma célula voltaica.
(a) O que significa um potencial padrão de redução? (b) Qual é o potencial padrão de redução do eletrodo padrão de hidrogênio (EPH)? (c) Com base na tabela de potencial de redução, indique qual é a redução mais desfavorável: a redução de Ag+(aq) em Ag(s) ou a redução de Cu2+(aq) em Cu(s).
Resp: (a) O potencial padrão de redução é o potencial relativo de uma semi célula de redução medido nas condições padrão. 
Uma célula voltaica que usa a reação:
Tl3+ + 2 Cr2+ (aq) ( Tl+ (aq) + 2 Cr3+ (aq)
tem um potencial padrão de célula medido de +1,19 eV. (a) Escreva as duas semi-reações das semi células. (b) Usando dados Tabelados, determine Eºred para a redução de Tl3+ (aq) em Tl+ (aq). (c) Esboce a célula voltaica, rotule o ânodo e o cátodo e indique a direção do fluxo de elétrons.
(b) Ered º = 0.78 V
 
Utilizando os potenciais padrão de redução (Tabelados), calcule a fem padrão para cada uma das seguintes reações:
Cl2 (g) + 2I- (aq) ( 2Cl- (aq) + I2 (s)
(b) Ni (s) + 2Ce4+ (aq) ( Ni2+ (aq) + 2Ce3+ (s)
(c) Fe(s) + 2Fe3+ (aq) ( 3Fe2+ (aq)
(d) 2Al3+ (aq) + 3Ca(s) ( 2Al (s) + 3Ca2+ (aq)
Resp: (a) Eº = 0,823V (b)Eº = 1,84V (c)Eº = 1,211V (d)Eº =1,21V
Para cada um dos seguintes pares de substâncias, use dados Tabelados para escolher o agente oxidante mais forte:
Cl2(g) ou Br2(l)
Ni2+ (aq) ou Cd2+ (aq)
BrO3 (aq) ou IO3- (aq)
H2O2 (aq) ou O3 (g)
Uma célula voltaica é construída usando a seguinte reação e funciona a 298K:
Zn (s) + Ni2+ (aq) ( Zn2+(aq) + Ni(s)
Qual é a fem dessa célula sob condições-padrão?
Qual é a fem dessa célula quando [Ni2+]= 3,00 mol/L e [Zn2+]=0,100 mol/L? (c) Qual é a fem da célula quando [Ni2+]= 0,200 mol/L e [Zn2+]=0,900 mol/L?
Resp: (a) Eº = 0,53 V (b) E = 0,57 V (c) E = 0,51 V
Uma célula tem fem padrão de +0,177 V a 298K. Qual é o valor da constante de equilíbrio para a reação da célula se (a) n=1. (b) n=2. (c) n=3.
Resp: (a) Keq = 9,8 x 102 (b) Keq = 9,5 x 105 (c) Keq = 9,3 x 108
Calcule o potencial padrão para as seguintes pilhas galvânicas:
Sn4+(aq) + Pb (s) ( Sn2+ (aq) + Pb2+ (aq) Resp: Eº = +0,28V
Meia pilha Mn-Mn2+ e meia pilha Ni-Ni2+ Resp: Eº = +0,93V
Calcule Eº para as seguintes pilhas e diga quais das reações vai ocorrer espontaneamente a concentrações-padrão:
2 Al(s) + 3 Cu2+(aq) ( 2 Al3+ (aq) + 3 Cu (s) Resp: Eº=+2,00V (espontânea)
Sn2+(aq) + Pb(s) ( Sn(s) + Pb2+ (aq) Resp: Eº=-0,01V (não espontânea)
 (a) O que é eletrólise? (b) As reações de eletrólise são termodinamicamente espontâneas? Justifique sua resposta.
 (a) O que é uma célula eletrolítica? (b) O terminal negativo de uma fonte de voltagem é conectado a um dos eletrodos de uma célula eletrolítica. Esse eletrodo é o ânodo ou o cátodo?
 Qual o produto, O2 ou F2, provavelmente será formado no ânodo na eletrolise de uma solução aquosa de KF? Justifique.
Na eletrólise de CuCl2 em solução aquosa. a)indique quais as possíveis reações ocorridas no cátodo e no ânodo. b) através do potencial padrão de todas as espécies indique quem sofrerá redução e quem sofrerá oxidação. c) Qual é a fem externa mínima necessária para dirigir essa eletrólise sob condições-padrão? Resp: c) Eºcel=+1,02
A corrosão de dutos é um sério problema na exploração do petróleo no mar. Uma alternativa simples para evitá-la é ligar os dutos a um metal de sacrifício. Considerando que os dutos utilizados em uma plataforma de exploração sejam de ferro, qual deve ser o metal adequado para evitar a corrosão? Sugira um metal de sacrifício observando a tabela de potencial padrão de redução.
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 valores de potenciais padrão de redução para o cobre II, zinco, prata, níquel e alumínio. Qual destes metais seria o mais adequado para ser utilizado como ânodo no processo?