1 Lista de exerc resp

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO - Campus Diadema 
Departamento de Ciências Exatas e da Terra 
 
Rua Prof. Arthur Riedel, 275 
Bairro Eldorado – CEP 09972-270 
Diadema, SP – Brasil 
 
 
 
 
Exercício 1. Considerando as interfaces eletrodo/solução abaixo, escreva a equação para a reação do 
eletrodo que ocorre primeiro quando o potencial é deslocado para (1) a direção mais negativa e (2) para 
a direção mais positiva em relação ao potencial de equilíbrio. Em seguida, para cada reação escreva o 
potencial para a reação em volts vs. ECS (assuma que a reação é reversível). 
a) Pt/Cu2+ (0,01M), Cd2+ (0,01M), H2SO4 (1M) Resp.: (1) Pt/Cu
2+
(0,01M), H
+
(a=1, aq)/H2(a=1)/Pt ; Ee=0,035V vs. 
ECS; (2) Pt/Cd2+(0,01M), H+(a=1, aq)/H2(a=1)/Pt ; Ee=0,700 V vs. ECS 
b) Hg/Cd2+ (0,01M), Zn2+ (0,01M), HCl (1M) Resp.: (1) Pt/Cd2+(0,01M), H+(a=1, aq)/H2(a=1)/Pt ; Ee= - 0,700 V vs. 
ECS; (2) Pt/Zn
2+
(0,01M), H
+
(a=1, aq)/H2(a=1)/Pt ; Ee= -1,0602 V vs. ECS 
 
Exercício 2. Os seguintes dados de I vs. E no estado estacionário foram coletados em um eletrodo de 
disco rotatório de carbono vítreo, área de 2.10-5 m2 e velocidade de rotação de 64 s-1, em uma solução, 
0,1 mol dm-3 Ce(IV) + 0,01 mol dm-3 Ce(III) + 5 mol dm-3 H2SO4: 
 
E/mV 
vs. ECS 
1330 1310 1290 1210 1190 1170 1150 1130 1110 1000 800 
600 
10
-6
/ A 350 230 150 -145 -225 -350 -475 -725 -1130 -3030 -14940 -14940 
 
Traçar o gráfico log I vs. E e estimar os valores para: Ee, Ee°, io, ks e  para o sistema Ce(IV)/Ce(III). 
Para encontrar o valor de ks usar a seguinte equação: Jo = n.F.ks.(CO)
.(CR)
. Dica: Quando a inclinação 
das retas der 1/120 mV significa que α=0,5. Resp.: io=3,7 A/m2; Ee=1250mV vs. ECS; Ee
o
=1185mV vs. ECS; ks = 1,2.10
-6
 
m/s; α = 0,5. 
 
Exercício 3. A reação, O + é ↔ R, tem um potencial padrão de equilíbrio de Ee° = +400 mV vs. ENH, uma 
constante de velocidade padrão de ks = 10-8 m s-1, e coeficiente de transferência,  = 0,5. Para uma 
solução de O (10 mmol dm-3) + R (1 mmol dm-3) e também contendo eletrólito inerte, calcule: 
 
a) O potencial de equilíbrio vs. ECS. O potencial de ECS é +246 mV vs. ENH. Resp.: 214mV 
b) A densidade de corrente de troca, io Resp.: 3,05.10
-3
 A/m
2 
c) Use a equação de Tafel para estimar a densidade de corrente em: +226, +334 e +574 mV vs. ECS 
d) Compare os resultados do item C com as densidades de corrente calculadas com a equação de 
Butler-Volmer. Comente-as diferenças. Resp.: Em 226 mV a Eq. Tafel é imprecisa; em 334 mV a Eq. Tafel é 
satisfatória; em 574mV a Eq. Tafel e Butler Volmer concordam bem, mas o processo é controlado por transp. de 
massa. 
Exercício 4. Continuando o exercício 2 e admitindo io = 3,7 A m
-2; Ee = 1250 mV; ks = 1,2 10-6 m s-1 e  = 
0,5. Discuta a influência da velocidade de rotação do disco sobre a densidade de corrente de 1150, 1000 
e 800 mV. Pela estimativa do coeficiente de transporte de massa do dado experimental, faça uma 
comparação do valor de km com o valor de ks. Informação: w (rotação) será sempre em rad/s. Para isso 
devemos fazer: w = 2π.f, onde f = s-1 ou rpm. 
 
 
 
 
 
 
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Exercício 5. A Figura 1 mostra as curvas de 
potencial-corrente para várias velocidades de 
rotação do eletrodo de nióbio (A=0,45 cm2) obtido 
para uma solução contendo 50 mg de Pb(II). É 
possível observar um patamar de redução do 
chumbo bem definido relativo a reação Pb2+ + 2e- → 
Pb0. Obtenha o gráfico de Levich e comente-o, 
definido o tipo de controle do processo. Em seguida, 
calcular o coeficiente de difusão do Pb(II). 
Informação adicional:  (viscosidade cinemática) = 
1.10-2 cm2/s, F = 96500C/mol. Resp.: O coeficiente e 
difusão (D) é 7,0 .10
-5
 cm
2
/s. 
 
-1.2 -1.1 -1.0 -0.9 -0.8 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 
0.00 
0.20 
0.40 
0.60 
0.80 
1.00 
 400 rpm 
 900 rpm 
 1600 rpm 
 2500 rpm 
 3600 rpm 
I /
 m
A 
E / V vs SCE