GABARITO PRVFN 2016 2

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ELETROQUÍMICA E FENÔMENOS DE SUPERFÍCIE
2o SEMESTRE 2016
PROF. ARNALDO FARO
PROVA FINAL
2Cada uma das soluções contém 100 g de água e a concentração dos sais metálicos é 0,05 molal em ambas as soluções. A temperatura das soluções é de 298 K. Ignorando o desvio de idealidade das soluções de eletrólito, pede-se em relação a esta célula:
(0,8) Escrever o esquema da célula de acordo com a convenção da IUPAC;
Como o potencial de redução do Sn2+ é mais negativo do que o do Pb2+, as meias reações serão:
A reação da célula é: 
Pela convenção da IUPAC, o anodo (oxidação) fica do lado esquerdo:
	Sn0 | Sn2+(aq) ⁝ ⁝ Pb2+(aq) | Pb0
(0,3) Informar, justificando, qual metal será dissolvido quando a célula for inserida num circuito elétrico;
Pela reação da célula o metal dissolvido será o Sn
(0,8) Informar quantos mols deste metal serão dissolvidos até que a força eletromotriz da célula se esgote (Atenção!!!: Não corresponde ao ponto em que um dos eletrólitos é completamente consumido);
A força eletromotriz se esgota quando for nula:
Como o Pb0 e o Sn0 são sólidos puros e o problema indica desprezar o desvio de idealidade, quando a fem for nula:
Serão dissolvidos 2,07.10-3 mols de Sn2+
(0,8) Informar quantos coulombs de carga circularão pela célula até que sua força eletromotriz se esgote;
(0,3) Justificar se é razoável, no presente caso, à luz da teoria de Debye-Hückel, ignorar o desvio de idealidade das soluções nos cálculos dos itens (c) e (d).
Sim, é razoável no presente caso porque, segundo a teoria de Debye-Hückel, o coeficiente de atividade só depende da carga do íon. Como o Sn2+ e o Pb2+ têm a mesma carga, os coeficientes de atividade se cancelam na equação de Nernst.
Dados:	Sn2+(aq) Sn0	0 = -0,1375 V
		Pb2+(aq) Pb0	0 = -0,1262 V
(3,0) A isoterma BET, que procura relacionar a quantidade de um gás fisicamente adsorvido na superfície de um sólido em função da pressão de equilíbrio, tem a forma:
onde vads é o volume de gás adsorvido por grama de adsorvente, referido às CNTP, vmono é o volume de gás adsorvido correspondente a uma monocamada por grama de adsorvente, também referido às CNTP, x é a pressão relativa (peq/p0), onde peq é a pressão de equilíbrio e p0 é a pressão de vapor do adsorvato na temperatura da isoterma, e c é uma constante característica do sistema gás-sólido.
Uma forma linearizada da equação BET é dada pela seguinte expressão:
Exprima, justificando, as constantes vmono e c em função das constantes a e b (não será considerada resposta sem a devida justificativa).
Invertendo a equação BET:
Encontra-se, para a adsorção de nitrogênio num óxido de alumínio a 77 K (temperatura normal de ebulição do N2), um valor de a de 5.10-6 g/cm3 e um valor de b de 1,5.10-3 g/cm3. Sabendo que a área ocupada por uma molécula de N2 na superfície é 0,16 nm2, pede-se determinar a área específica da alumina (área da superfície em m2 por grama de alumina).
Área específica:
(2,0) A energia potencial de interação entre duas moléculas neutras é frequentemente descrita por uma expressão do tipo:
Mostre que esta expressão prevê a existência de uma energia potencial de interação mínima. Exprima a energia potencial mínima Emin e a distância rmin correspondente a esta energia mínima em função das constantes A e B. Esboce um gráfico de Ep vs. r, indicando no gráfico os significados de Emin e rmin.
No mínimo de Ep:
 
E
p
r
E
min
r
min 
(2,0 pts) As condutividades molares a diluição infinita de KNO3, HNO3 e propionato de potássio (C2H5COOK) são 145,0; 421,2 e 109,3 S cm2 mol-1, respectivamente. Calcule a condutividade molar a diluição infinita para o ácido propiônico.
 
Unidades S.I. – m kg s N Pa J C V A 
Constantes: R = 8,31 J mol-1 K-1	ℱ = 96500 C mol-1