Lista 02 Revisão de Eletroquímica cg

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CURSO : Engenharia de Petróleo 
DISCIPLINA: Corrosão
Prof. Hêda Míriam
Aluno:
 LISTA 02 – REVISÃO DE ELETROQUÍMICA
Questão 01) 
A bateria de óxido de prata é um dispositivo usado, atualmente, em relógios de pulso e calculadoras. Ela tem a vantagem de gerar uma voltagem relativamente alta, em torno de 1,5 V. A reação geral que ocorre na célula é dada pela equação: Zn(s) + Ag2O(s) + H2O(l) 
 Zn(OH)2(s) + 2 Ag(s)
De acordo com a equação dada, sobre o anodo da pilha, é INCORRETO afirmar que
a)	o hidróxido de zinco é formado no anodo.
b)	o eletrodo é constituído de zinco metálico.
c)	a prata metálica é depositada nesse eletrodo.
d)	os elétrons são transferidos para o óxido de prata.
Questão 02) 
Uma bateria de carro é, basicamente, constituída de placas de chumbo metálico e placas de chumbo recobertas com óxido de chumbo (IV) em uma solução de H2SO4. A reação global de descarga dessa bateria pode ser representada por: PbO2(s) + Pb(s) + 2 H+ (aq) + 2 HSO4−(aq) 
 2 PbSO4(s) + 2 H2O(l)
A partir da análise dessa equação, é correto afirmar que:
a)	o pH da solução de uma bateria que está descarregando diminui.
b)	o íon chumbo no PbO2 sofre oxidação e, portanto, é o ânodo.
c)	o chumbo metálico é o agente oxidante.
d)	1 mol de Pb(s) libera 2 mol de elétrons.
e)	há transferência de elétrons do PbO2(s) para o Pb(s).
Questão 03) 
Uma bateria é composta de 6 compartimentos, física e quimicamente idênticos, ligados em série e preenchidos com H2SO4(aq). Cada compartimento produz uma força eletromotriz de 2,0 V, e a resistência interna total da bateria é 1,5Ω. Considerando que o anodo da bateria é constituído de Pb e o catodo, de PbO2, analise as afirmativas abaixo e assinale o que for correto.
01.	A força eletromotriz da bateria é o somatório das forças eletromotrizes de cada compartimento.
02.	A resistência interna de cada compartimento é 0,25 Ω.
04.	Ocorre a reação Pb + SO42– 
 PbSO4 + 2e– no polo positivo da bateria.
08.	Quando a bateria é percorrida por uma corrente de 2,0 A, a diferença de potencial entre seus polos é 12 V.
16.	A reação química global na bateria pode ser escrita na forma: Pb + PbO2 + 2H2SO4 
2 PbSO4 + 2H2O.
Questão 04) 
A bateria recarregável mais comum, utilizada atualmente em automóveis, é a bateria de chumbo. Esta bateria pode ser representada pelas seguintes semireações de redução:
PbSO4(s) + 1e– ( 
Pb(s) + 
SO
(aq) E = –0,356 V
PbO2(s) + SO
(aq) + 4H+ + 2e– ( PbSO4(s) + 2H2O E = +1,689 V
Considerando o exposto, para se gerar um potencial de aproximadamente 12 V, deve-se utilizar
a)	5 células galvânicas ligadas de forma mista.
b)	6 células galvânicas ligadas em paralelo.
c)	6 células galvânicas ligadas em série.
d)	9 células galvânicas ligadas em paralelo.
e)	9 células galvânicas ligadas em série.
Questão 05) 	
Um elemento galvânico é constituído pelos eletrodos abaixo especificados e separados por uma ponte salina.
ELETRODO I: placa de chumbo metálico mergulhada em uma solução aquosa 1 mol/L de nitrato de chumbo.
ELETRODO II: sulfato de chumbo sólido prensado contra uma “peneira” de chumbo metálico mergulhada em uma solução aquosa 1 mol/L de ácido sulfúrico. Nas condições-padrão, o potencial de cada um destes eletrodos, em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio, é
 Eletrodo I
Eletrodo II
Assinale a opção que contém a afirmação CORRETA sobre as alterações ocorridas neste elemento galvânico quando os dois eletrodos são conectados por um fio de baixa resistência elétrica e circular corrente elétrica no elemento.
a)	A massa de sulfato de chumbo sólido na superfície do ELETRODO II aumenta.
b)	A concentração de íons sulfato na solução aquosa do ELETRODO II aumenta.
c)	O ELETRODO I é o pólo negativo. 
d)	O ELETRODO I é o anodo.
e)	A concentração de íons chumbo na solução aquosa do ELETRODO I aumenta.
Questão 06) 	
As baterias chumbo-ácido são amplamente utilizadas como armazenadores de energia. Nestes dispositivos, eletrodos de Pb e PbO2 são imersos em solução aquosa de ácido sulfúrico; durante a descarga da bateria, as semi-reações que ocorrem estão mostradas nas equações abaixo:
I.	Pb(s) + SO42-(aq) ( PbSO4(s) + xe- Eo = +0,36V
II.	PbO2(s) + SO42-(aq) + ye- + 4H+(aq) ( PbSO4(s) + 2H2O Eo = ?V
Dados: densidade / (g mL(1): água = 1,00; ácido sulfúrico = 1,84
Com base nas informações acima, é correto afirmar:
01.	Na equação I, o Pb(s) sofre oxidação.
02.	A soma dos coeficientes x e y é igual a 4.
04.	À medida que a reação de descarga prossegue, ocorre consumo de ácido sulfúrico e produção de água.
08.	Considerar a força eletromotriz da pilha como 2,00 V implica dizer que o potencial da reação II é +2,36 V.
16.	À medida que a bateria produz energia elétrica, ocorre o aumento da densidade da solução eletrolítica.
Questão 07) 
As células combustíveis geram energia elétrica a partir de reações químicas que consomem reagentes continuamente. Em uma destas células, as reações que ocorrem no anodo e no catodo são, respectivamente,
2 H2 (g) + 4 OH– (aq) ( 4 H2O (l) + 4 e– (1)
O2 (g) + 2 H2O (l) + 4 e– → 4 OH– (aq) (2)
Com base nestas informações, assinale a alternativa INCORRETA.
a)	A reação global da célula gera somente água.
b)	O eletrólito utilizado e uma base.
c)	A reação (1) e uma redução.
d)	A reação (1) e uma oxidação.
e)	A célula combustível tem alto custo devido ao uso de gás hidrogênio.
Questão 08) 
A figura abaixo ilustra o esquema de uma pilha formada por um eletrodo de Zn em solução de Zn2+ e um outro eletrodo de um determinado metal M em solução dos seus íons MZ+ (onde Z+ constitui a carga do metal).
Na tabela abaixo estão descritos os potenciais padrões (E0) de alguns metais:
De acordo com estes dados, assinale o que for correto.
01.	Quando M = Ag (s), os elétrons migram do eletrodo de prata para o eletrodo de zinco.
02.	Quando M = Cu, o eletrodo de cobre é o cátodo (polo negativo) e o eletrodo de zinco é o ânodo (polo positivo).
04.	O potencial padrão de eletrodo (E0) da semirreação: Ag+(aq) + 1e– 
 Ag(s) é o escolhido como padrão referência para se obter o E0 para todas as outras semirreações.
08.	Se o M = Pb, o potencial total da pilha será igual a 0,63 V e a reação será espontânea.
16.	Para M = Cu, a reação total da pilha é: Cu2+(aq) + Zn (aq) 
 Cu(s) + Zn2+ (aq), onde o íon cúprico é o agente oxidante.
Questão 09) 
O magnésio metálico (Mg0), na presença de íons prata (Ag+), sofre reação de oxidação, num processo que pode ser representado da seguinte forma:
Mg0 (s) | Mg2+ (aq, 1mol/L) || Ag+ (aq, 1 mol/L) | Ag0 (s)
Com base nessa informação, analise as afirmações abaixo e assinale a(s) correta(s).
01.	O eletrodo de magnésio é o catodo.
02.	O eletrodo de magnésio é o anodo.
04.	Os elétrons fluem do magnésio para a prata.
08.	A equação global da reação é dada por: 2 Ag+ (aq) + Mg0(s) 
 2 Ag0(s) + Mg2+(aq).
16.	O eletrodo de prata é o pólo negativo.
32.	O eletrodo de prata é o pólo positivo.
Questão 10) 
Atualmente, as pilhas alcalinas têm sido largamente utilizadas devido à durabilidade que possuem. Depois de usadas, essas pilhas têm sido, usualmente, descartadas em aterros sanitários ou lixões, onde ficam expostas ao sol e à chuva. Com isso, ocorre a degradação e decomposição dos invólucros das pilhas, liberando metais pesados e outros componentes tóxicos, que são introduzidos no solo e no meio aquático. Esses compostos tóxicos são fonte de contaminação ao homem e a outros animais, devido a bioacumulação, através de cadeia alimentar. Um exemplo de pilha alcalina é a de zinco-manganês, representada pela reação:
2 MnO2(s) + H2O(l) + 2e- 
 Mn2O3(s) + 2 OH- (aq)
Zn(s) + 2 OH-(aq) 
 Zn(OH)2(s) + 2e-
Sobre essa pilha, é incorretoafirmar que:
a)	o eletrodo de Zn é o anodo.
b)	o Zn é o agente redutor.
c)	o eletrodo de MnO2 é o catodo.
d)	o eletrodo de Zn é o catodo.
e)	o Mn é o agente oxidante.
Questão 11) 
Hoje em dia, as pilhas têm mais aplicação do que se imagina. Os automóveis usam baterias chumbo-ácidas, os telefones celulares já usaram pelo menos três tipos de baterias – as de níquel-cádmio, as de níquel-hidreto metálico e as de íon lítio –, os ponteiros laser dos conferencistas usam pilhas feitas de óxido de mercúrio ou de prata.
Recentemente foram desenvolvidas as pilhas baseadas em zinco e oxigênio do ar, usadas nos pequenos aparelhos de surdez e que são uma tentativa de produzir uma pilha que minimize as agressões ambientais. Para confeccionar estas pilhas, partículas de zinco metálico são misturadas a um eletrólito (solução de KOH) e reagem com o O2; desta forma, a energia química se transforma em energia elétrica.
As reações da pilha com seus respectivos potenciais de redução são:
Semi-reações
Reação Global
Assinale a alternativa correta.
a)	Durante o funcionamento da pilha, haverá diminuição da quantidade de Zn(OH)2.
b)	O agente oxidante nessa reação é o zinco.
c)	Os elétrons são gerados no eletrodo de oxigênio.
d)	No catodo, ocorre a redução do Zn.
e)	A diferença de potencial da equação global é +1,65V.
Questão 12) 
Muitos telefones celulares e os chamados sem fio utilizam baterias recarregáveis de níquel/cádmio seguintes semi-reações:
I )	Cd(s) + 2OH–(aq) ( Cd(OH)2(s) + 2e–
II ) 2e– + NiO2(s) + 2H2O(l) ( Ni(OH)2(s) + 2OH–(aq)
Sobre essas baterias e as semi-reações I e II, assinale a afirmativa correta.
a)	As quantidades de substâncias Cd(OH)2 (s) e Ni(OH)2(s) diminuem com a descarga da bateria.
b)	O elemento que se oxida é o Níquel e o que se reduz é o Cádmio.
c)	O processo de carga ou recarga é espontâneo e o de descarga é não espontâneo.
d)	A semi-reação I é anódica e a semi-reação II é catódica.
e)	A equação da reação global (descarga) é 2NiOH + 2H2O + Cd ( 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2
Questão 13) 	
Entre as pilhas comerciais, encontram-se as chamadas pilhas secas, como as de zinco-carvão ou de Leclanché, usadas em lanternas, rádios e gravadores. A parede desse tipo de pilha é feita de zinco, de onde os elétrons migram através do circuito até um bastão de grafite, existente no centro, recoberto por uma mistura de dióxido de manganês e carvão em pó. Uma pasta úmida constituída de cloreto de amônio (NH4Cl), cloreto de zinco (ZnCl2), em meio aquoso, completa o sistema. 
Com base nessa descrição, assinale o que for correto.
01. 	O zinco da parede da pilha representa o ânodo.
02. 	O bastão de grafite recoberto por dióxido de manganês e carvão em pó representa o cátodo.
04. 	Os átomos de carbono do grafite são receptores de elétrons, sofrendo oxidação.
08. 	A pasta úmida que completa o sistema tem o papel de eletrólito.
16. 	A semi-reação que ocorre no ânodo pode ser representada como: Zn° ( Zn2+ + 2e–
Questão 14) 
Considere os seguintes dados sobre potenciais-padrão de redução.
Uma tubulação de ferro pode ser protegida contra a corrosão se a ela for conectada uma peça metálica constituída por
a)	magnésio ou prata.
b)	magnésio ou zinco.
c)	zinco ou cobre.
d)	zinco ou prata.
e)	cobre ou prata.
Questão 15) 
Para retardar a corrosão de um encanamento de ferro, pode-se ligá-lo a um outro metal, chamado de metal de sacrifício, que tem a finalidade de se oxidar antes do ferro. Conhecendo o potencial padrão de redução, pode-se dizer que o melhor metal para atuar como metal de sacrifício é
a)	Cu 
b)	Hg 
c)	Au 
d)	Ag 
e)	Mg
Questão 16) 
“Um carro com bom desempenho, conforto e que não emite nenhum poluente. Esse é o FCX Clarity, lançamento da Honda. Será o primeiro automóvel dotado de célula a combustível – equipamento instalado no lugar do motor a combustão que transforma hidrogênio em energia elétrica.... O Clarity possui um tanque que acomoda 4,1 quilos de hidrogênio comprimido, suficiente para rodar 460 quilômetros e atingir uma velocidade máxima de 160 quilômetros por hora”.
(Fonte: Revista FAPESP, 2008).
Dadas as semi-reações e seus respectivos potenciais-padrão:
I. 2H+ + 2e– ( H2 (g) E° = 0,00 V
II.1/2O2 (g) + 2H+ + 2e– ( H2O (g) E° = +1,23 V
E sabendo-se que o calor de combustão do gás hidrogênio é igual a 246,6kJ/mol, assinale a(s) proposição(ões) correta(s).
(Dados: Massas Molares (g/mol): O = 16, H = 1).
01.	A equação global da reação é: H2(g) + 1/2 O2(g) ( H2O(g).
02.	A energia total, gasta para percorrer 460km, de acordo com o texto, considerando a combustão completa do hidrogênio, é de cerca de 5,06(105 kJ.
04.	A força eletromotriz (fem), desenvolvida nessa célula, por mol de água formada, será de 1,23V.
08.	Durante o funcionamento da célula, são formados 18g de H2O por mol de O2 consumido.
16.	Considerando-se uma viagem entre as cidades de Campo Grande e São Paulo, cuja distância é de 1.026km, serão lançados, na atmosfera, 4,58(103 mols de moléculas de água se apenas H2 for usado como combustível.
Questão 17) 
Gigantes reservas de petróleo foram encontradas recentemente no Brasil. Essas reservas situam-se em regiões de grandes profundidades em águas oceânicas e abaixo de uma camada de sal, por isso, denominadas de pré-sal. Com a exploração dessas reservas, o Brasil aumentará significativamente a produção de petróleo. Após a extração, o petróleo é transportado até as refinarias, onde passará por uma série de processos de purificação denominada de refino, em que o petróleo entra na fornalha, é aquecido e segue para a torre de destilação, onde serão separadas as diversas frações.
A corrosão é uma preocupação nos projetos envolvendo transporte de petróleo via oleodutos (tubulações de aço). Uma forma de prevenir a corrosão dessas tubulações é conectar a elas uma barra de metal que se oxida mais facilmente que o aço, a qual funciona como eletrodo de sacrifício. No esquema a seguir, o metal do eletrodo de sacrifício é o magnésio.
Considerando essas informações, é correto afirmar:
a)	O magnésio é o anodo, que recebe o fluxo de elétrons.
b)	O magnésio é o anodo, de onde sai o fluxo de elétrons.
c)	O magnésio é o catodo, de onde sai o fluxo de elétrons.
d)	A tubulação de aço é o anodo, que recebe o fluxo de elétrons.
e)	A tubulação de aço é o catodo, de onde sai o fluxo de elétrons
GABARITO: 
1) C
2) D
3) 19
4) C
5) A
6) V-V-V-F-F
7 C
8) 24
9) 46
10) D
11) E
12) D
13) 27
14)B
15) E
16) 23 
17) B
 
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