1 Lista de Eletroquímica - Angela

Prévia do material em texto

Universidade do Estado do Rio de Janeiro 
Departamento de Físico-Química 
Eletroquímica e Fenômenos de Superfície - QUI 05-09556 
Profa. Angela Sanches Rocha 
 
1a Lista de exercícios 
Questões gerais: 
1) Explicar as diferenças entre condutor eletrônico e condutor eletrolítico relação ao 
transporte de cargas. 
2) O que se entende por eletrólito fraco e eletrólito forte? 
3) Definir: a) mobilidade eletrônica; b) resistividade; c) condutividade; d) resistência; 
e) condutância. Quais são as unidades destas grandezas? 
4) Que fatores são responsáveis pela capacidade de uma solução eletrolítica conduzir 
corrente elétrica? 
5) Como se pode medir a condutância ou a condutividade de uma solução 
eletrolítica? 
6) Explicar o efeito da temperatura sobre a condutividade do condutor eletrônico e do 
condutor eletrolítico. 
7) Explicar o efeito da concentração sobre a condutividade de um condutor 
eletrolítico. 
8) Definir condutância equivalente e condutividade molar. Quais as suas unidades? 
9) Quais os efeitos que explicam o fato da condutividade molar de um eletrólito 
diminuir com o aumento da concentração? Que relações exprimem a dependência da 
condutividade molar com a concentração? Quais os limites de validade destas 
equações? 
10) Por que se observa experimentalmente que a condutividade limite é uma 
propriedade aditiva? 
11) Como se enuncia a lei da migração independente dos íons? 
12) Como a condutividade molar de uma solução eletrolítica varia com a 
temperatura? 
13) Definir mobilidade iônica e número de transporte. 
14) Qual a relação entre mobilidade iônica e condutividade molar iônica? 
15) Como a mobilidade iônica e o número de transporte variam com a concentração? 
16) Como se pode determinar a condutividade molar à diluição infinita de um 
eletrólito forte? E de um eletrólito fraco? 
17) Explicar o que é o efeito de relaxação e o efeito eletroforético e como atuam 
sobre a migração iônica. 
18) Explicar o que é o raio de hidratação de um íon em solução. 
19) Que relação existe entre a mobilidade de íon e seu tamanho? 
20) Descreva os métodos de medida do número de transporte. 
 
Exercícios 
1.1) Estimar a massa de cobre que será depositada com a passagem de uma corrente 
de 0,5 A durante 2 h na eletrólise de uma solução de sulfato de cobre. 
1.2) Na eletrólise de uma solução de CuCl2(aq) foi depositado 1,12 g de cobre 
metálico no cátodo. Qual a massa de cloro produzida? 
1.3) A 25 °C, foi medida uma resistência de 177,5 Ω em uma solução de cloreto de 
sódio 0,05 mol/L. Previamente, a célula de condutividade foi calibrada, na mesma 
temperatura, com uma solução de KCl 0,1 mol/L, obtendo-se uma resistência de 76,42 
W. Considerando que a condutividade do KCl 0,1 mol/L a 25 °C é 1,2896 10−2 S/cm, 
determinar a condutividade da solução de NaCl. 
1.4) A partir dos dados de condutividade de soluções de KCl a 25°C apresentados 
abaixo, determinar a condutividade limite com o auxílio da Lei de Kohlrausch. 
c (mol/L) 0,0005 0,0010 0,0050 0,0100 0,0200 0,0500 0,1000 
k (mS/m) 7,3905 14,695 71,675 141,27 276,68 666,85 1289,6 
 
1.5) Determinar a condutividade limite do ácido acético a partir das condutividades 
limites dos seguintes eletrólitos fortes, a 25 °C: NaCl = 126,5 S·cm2 mol-1, HCl = 426,2 
S·cm2 mol-1 e NaOOCCH3 = 91,0 S·cm2 mol-1. 
1.6) A condutividade de uma solução de ácido acético 0,01 mol/L é 16,23 mS/m, a 
25°C. Estimar o grau de dissociação do ácido acético. 
1.7) A partir das condutividades limites do NaCl (126,5 S·cm2 mol-1) e do KCl 
(149,9 S·cm2 mol-1 ) e dos números de transporte limites do Na+ em NaNO3 (0,4121) e 
do K+ em KNO3 (0,5070), a 25 °C, calcular: as condutividades limites do NaNO3 e do 
KNO3 e as condutividades iônicas limites e os números de transporte dos íons Na+, K+, 
Cl− e NO3−. 
1.8) Calcular a condutância equivalente à diluição infinita do ácido acético, a partir 
das condutâncias equivalentes à diluição infinita dos eletrólitos abaixo: 
Eletrólito Λ∞ (ohm-1 cm2 mol-1) 
HCl 425,96 
CH3COONa 94,58 
NaCl 126,39 
1.9) Um grama de NaCl é dissolvido em 2.000 litros de água a 25 oC, dando uma 
solução que pode ser considerada como infinitamente diluída. Pergunta-se: 
a) qual a condutividade da solução? 
b) se esta solução for colocada numa célula de condutividade cuja constante 
vale 0,2 cm-1, que resistência apresentará? A condutância equivalente à diluição infinita 
do NaCl vale 126,39 ohm-1 cm2 mol-1. 
1.10) A resistência de uma célula de condutividade contendo solução de KCl 0,01N é 
525 ohms, a 25 oC. A resistência da mesma célula contendo solução de NH4OH 0,1 N é 
2030 ohms. Estimar a constante de dissociação do NH4OH, sabendo-se que as 
condutâncias molares iônicas à diluição infinita são, em ohm-1 cm2 mol-1 do NH4+ = 
73,5 e do OH- = 198,0. A condutividade da solução de KCl 0,01N, a 25 oC vale 
1,42x10-3 ohm-1/cm. 
1.11) A tabela seguinte fornece os valores da condutância molar, em ohm-1 cm2 mol-
1
, de soluções aquosas de ácido clorídrico em função da temperatura e da concentração. 
 
Estimar: 
a) a condutância molar a diluição infinita do HCl nas temperaturas de 25 oC e 55 oC; 
b) a condutância molar das soluções do ácido 0,0001 M e 0,05 M a 40 oC; 
c) as mobilidades iônicas e os números de transporte dos íons H+ e Cl- na solução 
0,0001 M do ácido a 65 oC, em que a condutância molar iônica do H+ à diluição infinita 
a 25 oC vale 349,38 ohm-1 cm2 mol-1. 
1.12) A 18 oC, a mobilidade iônica a diluição infinita do íon amônio vale 6,6x10-4 
cm2/V.s e a do íon clorato 5,7x10-4 cm2 V-1 s-1. Calcular a condutância molar do clorato 
de amônio e o número de transporte dos dois íons. 
1.13) A 18 oC, a condutância molar à diluição infinita para o nitrato de prata é igual a 
133,32 ohm-1 cm2 mol-1. Qual a mobilidade do íon Ag+? O número de transporte do íon 
Ag+ vale 0,471.