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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
PR
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA E BIOLOGIA
BACHARELADO EM QUÍMICA / LICENCIATURA EM QUÍMICA
DISCIPLINA FÍSICO QUÍMICA III
2o SEM. 2020 – LISTA DE EXERCÍCIOS (Um auxílio nos estudos). Prof. João Batista Floriano
TURMA: S61
1) Determine o tempo necessário para depositar 116,0 g de 
níquel a partir de uma solução de sulfato de níquel, usando-
se uma corrente de 96,485 A.
Resp.: t = 3953 s.
2) Considere a célula à 25,0 °C:
 Zn(s)|ZnSO4(aq) 1,00 mol·kg-1||CuSO4(aq) 1,00 mol·kg-1|Cu(s).
São dados a seguir os potenciais de redução de cada um dos 
eletrodos.
Zn+2(aq) + 2e- → Zn(s) Eo= - 760 mV
Cu+2(aq) + 2e- → Cu(s) Eo= + 340 mV
a) Esquematizar a célula constituída por essas substâncias 
indicando em cada eletrodo o polo a que corresponde, suas 
respectivas meias reações e a reação global da célula.
b) Calcular a energia disponível para realizar trabalho a 
partir do instante inicial de acionamento da célula.
Resp.: ΔrG = -212,3 kJ·mol-1, de acordo com a reação 
global: Zn(s) + CuSO4(aq) → Cu(s) + ZnSO4(aq) 
c) Calcular a diferença de potencial fornecida pela célula 
quando as concentrações sofrerem variações de 50%.
Resp.: E = 1,086 V
d) Determinar a constante de equilíbrio para o fenômeno em 
questão.
Resp.: K = 1,51x1037.
Obs: em uma primeira aproximação considere que as 
soluções são diluídas ideais.
3) São dadas a seguir as semirreações de redução do lítio e 
prata, e seus respectivos potenciais padrão á 25,0 °C:
Li+(aq) + e- → Li(s) E° = -3,045 V
Ag+(aq) + e- → Ag(s) E° = 0,799 V
Supondo a utilização de lâminas desses metais e soluções 
aquosas de Li2SO4 1,00 mol·dm-3 e Ag2SO4 1,00 mol·dm-3:
a) Esquematizar uma célula constituída por essas substân-
cias indicando em cada eletrodo o polo a que corresponde, 
suas respectivas reações e a reação global da célula.
b) Calcular a energia que pode ser extraída para realização 
de trabalho no instante inicial de acionamento da célula.
c) Calcular a diferença de potencial fornecida pela célula 
quando as concentrações de Li+ e Ag+ sofrerem variações 
(para mais e para menos) próximas de 75% cada uma.
d) Calcular a constante de equilíbrio para essa reação.
e) Determinar o potencial inicial de ação da célula (fem) se 
as concentrações iniciais forem Li2SO4 0,100 mol·dm-3 e 
Ag2SO4 5,00 mol·dm-3.
f) Como proceder para que o potencial dessa célula seja de 
4,00 V
Obs: em uma primeira aproximação considere que as solu-
ções são diluídas ideais.
4) Considere as seguintes semirreações e seus respectivos 
potenciais padrão de eletrodo:
 (1) Fe+2(aq) + 2e- → Fe(s) Eo= - 0,440 V
 (2) Fe+3(aq) + e- → Fe+2(aq) Eo= + 0,771 V
 (3) Fe+3(aq) + 3e- → Fe(s) Eo= - 0,036 V
Apesar da semi reação (3) representar a soma entre as semirrea-
ções (1) e (2), o potencial associado a reação (3) não é igual a 
soma dos potenciais das duas primeiras reações. Discutir esse fe-
nômeno.
5) A 25,0 °C, para o potencial da célula:
Pt(s) | H2(g, f = 1 atm) | HCl(aq, b) | AgCl(s) | Ag(s),
como função da molalidade do HCl, temos os seguintes dados 
apresentados na tabela a seguir. Calcule E° e γ± para HCl a b = 
0,0010 mol·kg-1, 0,010 mol·kg-1, 0,10 mol·kg-1, 1,0 mol·kg-1 e 
3,0 mol·kg-1.
b / (mol·kg-1) E / V
0,00100 0,57915
0,00200 0,54425
0,00500 0,49846
0,0100 0,46417
0,0200 0,43024
0,0500 0,38588
0,100 0,35241
0,200 0,31874
0,500 0,27231
1,00 0,23328
1,50 0,20719
2,00 0,18631
3,00 0,15183
6) O potencial biológico padrão do par ácido pirúvico/ ácido láti-
co é -0,19 V a 310,0 K. Qual o potencial químico padrão do par? 
O ácido pirúvico é CH3COCOOH e o ácido lático é 
CH3CH(OH)COOH.
Resp.: μ° = 37 kJ·mol-1
7) As solubilidades do AgCl e do BaSO4 em água são 
1,34x10- 5 mol·kg-1 e 9,51x10-4 mol·kg-1, respectivamente, a 
25,0°C. Calcule o E° do eletrodo de sal insolúvel a partir dos da-
dos de solubilidade e do E° do eletrodo metálico.
Resp.: E°(Ag/AgCl) = 0,222 V e E°(Ba/BaSO4) = 2,72 V
8) A energia de Gibbs padrão da reação:
K2CrO4(aq) + 2Ag(s) + 2FeCl3(aq) → 
 Ag2CrO4(s) + 2FeCl2(aq) + 2KCl(aq) 
é -62,5 kJ·mol-1 a 298,0 K. Escreva a meias reações e Calcule o 
potencial padrão da célula galvânica correspondente.
9) O que é um eletrodo polarizável e um não polarizável?
10) CASTELLAN, G., Fundamentos de Físico-Química, 1. ed. 
(reimpressão), Rio de Janeiro, LTC, 1996.
Problemas: 17.3, 17.4, 17.5, 17.6, 17.7, 17.14, 17.18 e 17.25.
11) ATKINS, P. W.; PAULA, J. de, Físico-Química, 10ª. ed.,Vol. 
1, Rio de Janeiro, LTC, 2014.
Exercícios: 6C.1(a) a 6C.3(b)
12) ATKINS, P. W.; PAULA, J. de, Físico-Química, 10ª. ed.,Vol. 
1, Rio de Janeiro, LTC, 2014.
Problemas: 6C.1 e 6C.2.
13) O que é um eletrodo polarizável e um não polarizável? 
O que é dupla camada elétrica? O que leva a formação de 
uma dupla camada elétrica?
14) A cinética de processos eletródicos, em princípio, pode 
ser dividida em reação de eletrodo reversível e reação de 
eletrodo irreversível. Qual a diferença entre estas reações?
15) Para uma reação de transferência de carga reversível (O 
+ e R) ocorrendo na superfície de um eletrodo a 
relação corrente-potencial é dada pela equação de Butler-
Volmer, onde aparece a densidade de corrente de troca (io). 
O que é a densidade de corrente de troca? Que tipo de 
informações temos com a densidade de corrente de troca?
16) Faça um esboço da curva corrente x potencial para um 
processo eletródico, O + ne e R, quando:
a) a transferência de carga é a etapa determinante de 
velocidade mesmo em altos sobrepotenciais e quando o 
coeficiente de transferência de carga é 0,50 e o potencial de 
equilíbrio é +0,20 V vs ERH.
b) em baixos sobrepotenciais a etapa determinante de 
velocidade é a transferência de carga e em altos 
sobrepotenciais a etapa determinante de velocidade é o 
transporte de massa por difusão e o coeficiente de 
transferência de carga é 0,30 e o potencial equilíbrio é -
0,20 V vs ERH.
17) A polarização por transporte de massa aparece quando o 
transporte da espécie eletroativa do seio da solução até a 
superfície do eletrodo é limitado, isto é, a concentração na 
superfície do eletrodo é menor do que a do seio da solução. 
E este transporte pode se dar de três formas. Quais são estes 
tipos de transportes e quando eles aparecem?
18) Quando um processo eletródico atinge corrente de 
limite difusional? Explique.
19) Para o sistema: Pt/H2/H+, a densidade de corrente de 
troca é igual a 0,700 mA·cm-2. Calcule a corrente para um 
sobrepotencial de 5,00 mV sabendo-se que até a e.d.v. um 
elétron está envolvido, que a área do eletrodo é de 5,00 cm2 
e a temperatura é de 25,0 °C.
(Resp. I = -6,81x10-4 A)
20) A densidade de corrente de troca (io) para a descarga de 
H2 sobre Pt é 0,79 mA·cm-2 em meio ácido e a 25,0 °C 
(Sobre platina e em meio ácido o mecanismo é com e.d.v. 
envolvendo um elétron). Qual a densidade de corrente no 
eletrodo quando o sobrepotencial é de: (a) -10 mV (limite 
de baixo η); (b) -100 mV e (c) -0,50 V (limite de alto η)? 
Considere βa = βc = 0,50.
(Resp. (a) i = 0,31 mA·cm-2, (b) i = 5,5 mA·cm-2 e 
(c) i = 13 A·cm-2)
21) Os dados abaixo referem-se à passagem de uma 
corrente anódica num eletrodo de Pt de 2,0 cm2 de área, em 
contato com uma solução aquosa de íons Fe2+ e Fe3+ a 
25,0 °C. Calcule a densidade de corrente de troca e o 
coeficiente de transferência (β) do processo.
η/mV 50 100 150 200 250
I/mA -8,8 -25,0 -58,0 -131 -298
(Resp. |io| = 2,0 m·Acm-2, βa = 0,45)
22) Repetir o cálculo anterior para os seguintes dados de corrente 
catódica: 
η/mV -50 -100 -150 -200 -250 -300
I/mA 0,30 1,5 6,4 27,6 118,6 510
(Resp. |io| = 0,037 m·Acm-2, β = 0,76)
23) Qual o efeito de aumentar o sobrepotencial de 0,400 V para 
0,600 V sobre a densidade de corrente na eletrólisede uma 
solução de NaOH 1,0 mol·dm-3? Isto é, qual a mudança na 
densidade de corrente. Dados: T = 25,0 °C, β = 0,500 e
i = -1,00 mA·cm-2 a η = 0,400 V. A e.d.v. envolve um elétron.
(Resp. A corrente aumenta 49 vezes)