Pilha eletroquímica

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 27/07/2015  Luciana Lima
  
Exercícios Resolvidos: Você sabe
como funciona uma Pilha?
Leia o resumo “Você sabe como
funciona uma Pilha?” e resolva os
exercícios abaixo.
1. As pilhas e as baterias são
dispositivos nos quais uma reação
espontânea de oxidorredução
transforma energia química em
energia elétrica. Portanto, sempre
há uma substância que se reduz,
ganhando elétrons, que é o cátodo,
e uma que se oxida, perdendo
elétrons, que é o ânodo.  Abaixo,
temos um exemplo de uma pilha
eletroquímica:
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ao-vivo-eletroquimica-pilha/)

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(http://s3-sa-east-
1.amazonaws.com/descomplica-
blog/wp-
content/uploads/2015/07/exercício-
1-Pilha.jpg)
A respeito dessa pilha, responda:
a) Qual eletrodo, A ou B, está
sofrendo redução e qual está
sofrendo oxidação? 
b) Qual eletrodo é o cátodo e qual
é o ânodo? 
c) Escreva a semirreação que
ocorre nos eletrodos A e B e a
reação global da pilha. 
d) concentração dos íons B e
A aumenta ou diminui? 
e) Ocorre corrosão ou deposição
dos eletrodos A e B?
 
2. (UERJ – 2010)A célula a
combustível é um tipo de pilha que
gera energia elétrica a partir da
reação química entre os gases
3+
2+
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hidrogênio e oxigênio, como mostra
o esquema: 
Para seu funcionamento
ininterrupto, a célula precisa ser
continuamente alimentada com o
oxigênio do ar e com o gás
hidrogênio proveniente da seguinte
reação química: 
(http://s3-sa-east-
1.amazonaws.com/descomplica-
blog/wp-
content/uploads/2015/07/Exercício-
2.2-Pilha.png)Considere os valores
abaixo, relativos ao funcionamento
da célula sob condições-padrão:
(http://s3-sa-east-
1.amazonaws.com/descomplica-
blog/wp-
content/uploads/2015/07/Exercício-
2.2-Pilha.png)
Considere os valores abaixo,
relativos ao funcionamento da
célula sob condições-padrão:
(http://s3-sa-east-
1.amazonaws.com/descomplica-
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blog/wp-
content/uploads/2015/07/Exercício-
2.3-Pilha.png)
Calcule a força eletromotriz, em
volts, da célula a combustível e a
variação de entalpia, em kJ, da
reação de obtenção do hidrogênio.
3. (UFPE) – Considere uma cela
galvânica formada por semicelas-
padrão de cobre e de zinco, cujos
potenciais de redução são os
seguintes:
Cu + 2 e → Cu          Eº = + 0,34 V 
Zn + 2 e → Zn           Eº = – 0,76 V
É correto a×rmar que: 
a) os elétrons no circuito externo
Øuirão do eletrodo de cobre para o
eletrodo de zinco.
b) o potencial-padrão da cela é –
0,42 V.
c) quando o equilíbrio for atingido
não haverá diferença de potencial
entre os eletrodos.
d) os íons zinco são reduzidos a
zinco metálico.
e) o eletrodo de cobre é o cátodo.
 
2+ –
2+ –
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Gabarito
1.  
Resolução passo-a-passo:
a)      O eletrodo A está sofrendo
redução, porque está ganhando
elétrons, portanto, seu Nox
(Número de Oxidação) irá diminuir.
Já o eletrodo B está sofrendo
oxidação, porque está perdendo
elétrons e seu Nox irá aumentar.
b)      O eletrodo A é o cátodo e o B é
o ânodo.
c)      Semirreação do ânodo: B →
B + 3 e 
Semirreação do cátodo: A + 2
e  → A
Para encontrar a equação que
representa a reação global dessa
pilha, teremos que multiplicar a
semirreação do ânodo por 2 e a do
cátodo por 3, para poder igualar os
elétrons que foram transferidos e
recebidos nos eletrodos:
Semirreação do ânodo: 2 B   → 2
B  + 6 e 
Semirreação do cátodo: 3 A  +
6 e  → 3 A
(s)
3+
(aq)
–
2+
(aq) 
–
(s) 
(s)
3+
(aq)
–
2+
(aq) 
–
(s) 
+                                                                                                        
             
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  Reação Global: 2 B  +3 A →
2 B + 3 A
d) Conforme mostra a reação
global, a concentração de
B aumenta e de A
e)  Haverá deposição sobre o
eletrodo A e corrosão do eletrodo B
 
2.  
Resolução passo-a-passo: 
 
Vamos calcular a força eletromotriz
da célula a combustível e a variação
de entalpia da reação de obtenção
de hidrogênio.
As semirreações que ocorrem na
célula a combustível são: 
Ânodo:         2 H + 4 OH  4
H O + 4 e        E° = 0,83 V 
Cátodo:  O  + 2 H O  + 4 e  4
OH  (aq)              E° = 0,40 V 
A reação global e a força
eletromotriz são obtidas a partir da
soma dessas duas semirreações: 
2 H  + O  2 H O        E° =  1,23 V
A variação de entalpia da reação de
formação de hidrogênio é a
diferença entre a entalpia dos
produtos e a entalpia dos
reagentes:
(s)
2+
(aq) 
3+
(aq) (s)
3+ 2+
2 (g) 
–
(aq)  
2 () 
–
2 (g) 2 ()
– 
–
2 2  2
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REDAÇÃO
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REDAÇÃO EXEMPLAR
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∆H = H – H  = HCO + ( 4.HH –
HCH – 2.HH O)= -394 + ( 4.0 + 75
+ 2. 241) = 163kJ
 
3. E 
Resolução passo-a-passo:
Como o potencial de redução do
cobre é maior, Cu sofre redução e
o Zn sofre oxidação. Assim: 
a) Falso. Os elétrons no circuito
externo Øuirão do eletrodo de zinco
para o eletrodo de cobre. 
b) Falso. O potencial padrão da cela
é +1,10 V. 
c) Falso. Quando o equilíbrio for
atingido haverá diferença de
potencial entre os eletrodos. 
d) Falso. O zinco sofre oxidação e,
portanto, o zinco metálico é
oxidado a íons Zn 
e) Verdadeiro. Como o eletrodo de
cobre possui maior potencial de
redução, este será o cátodo.
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