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Lista 4: Exercícios de Oxi Red - QAEC MARCOS ANDRÉ SILVA ALVES RA: F06593-6 EC5P18 1) O alumínio metálico obtido na indústria à alta temperatura na forma líquida e reage com o vapor d'água da atmosfera conforme a equação: 2Al(s) + 3H2O(g) → Al2O3 (s) + 3H2(g) O hidrogênio gasoso produzido fica dissolvido no metal conforme o gráfico anterior indica. a) Qual o oxidante e qual o redutor na reação de formação de hidrogênio? Oxidante: H2O Redutor: Alumínio b) Explicar por que aparecem "bolhas" nos lingotes de alumínio sólido obtidos pelo resfriamento do alumínio líquido. Na solidificação, o H2 se separa do alumínio líquido por ser mais solúvel ,formando as bolhas 2) Borbulhando dióxido de enxofre (SO‚) através de uma solução de dicromato de potássio (K2Cr2O7) acidulada com ácido sulfúrico, a solução adquire uma cor violácea devido à formação de sulfato de cromo (III) (Cr2(SO4)3). Escreva a equação química balanceada para a reação de óxido- redução envolvida, deixando claro o método e/ou princípios para fazer o balanceamento da equação química. So2+k2cro7+h2so24 cr2(so4)3+k2so4+h2o 3) O permanganato de potássio (KMnO4) pode ser obtido a partir do minério conhecido como pirolusita (MnO2). As reações envolvidas no processo são: 2MnO2 + 4KOH + O2 → 2K2MnO4 + 2H2O 2K2MnO4 + Cl2 → 2KMnO4 + 2KCl Assinale a afirmativa correta: a) MnO2 e Cl2‚ atuam como agentes redutores. b) KOH e K2MnO4 atuam como agentes redutores. c) K2MnO4 e O2 atuam como agentes oxidantes. d) KOH e O2 atuam como agentes oxidantes. e) O‚ e Cl2‚ atuam como agentes oxidantes. Resposta e : o eCl2 sofre redução, automaticamente age como oxidante na reação química. 4) Na reação Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2, utilizada na siderurgia para a obtenção de ferro metálico, a) o carbono e o ferro são oxidados . b) o carbono e o ferro são reduzidos. c) o ferro e o oxigênio são reduzidos. d) o ferro é oxidado e o carbono reduzido. Nox= fe vale +8/3 nox= O vale -2 e 4x(-2)=- 8 Nox= fe no composto 34-8=0 4+=8/3 = redução e) o ferro é reduzido e o carbono oxidado. 5) A corrosão do zinco pelo ácido clorídrico em solução aquosa é representada pela equação: Zn(s) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g) Assinale a alternativa falsa: a) o zinco sofre oxidação porque perdeu elétrons O zinco tinha nox = 0 passou a ser nox = 2+ o que indica oxidação. b) o íon H® sofre redução porque ganhou elétrons c) o zinco aumentou o número de oxidação d) o íon H® diminuiu o número de oxidação e) o zinco é o agente oxidante 6) No ar úmido, a corrosão do ferro pode ser representada pela equação: 2Fe(s) + 3/2 O2(g) + nH2O (g) → Fe2O3.nH2O (s) Nesse processo, o átomo metálico sofre a) oxidação e perde três elétrons. b) redução e ganha três elétrons. c) oxidação e perde dois prótons. d) redução e ganha dois prótons. e) auto-oxirredução; ganha e perde dois elétrons. 7) No chamado "processo ao cloreto" para obtenção do pigmento branco TiO‚, amplamente utilizado em tintas, esse óxido, presente no minério rutilo (impuro) é convertido em TiCl4 que por sua vez é transformado em TiO‚ puro por processo que envolve a reação: TiCl4 + O2 → TiO2 + 2Cl2 Nessa reação, os átomos que se oxidam e os que se reduzem são, respectivamente, os de a) cloro e oxigênio. O nox do cloro aumentou o que indica oxidação, enquanto o nox do oxigênio diminuiu o que indica redução. b) titânio e cloro. c) oxigênio e cloro. d) cloro e titânio. e) titânio e oxigênio. 8) A pessoa que é submetida ao teste do bafômetro assopra num tubo desse aparelho, que conduz o ar para um analisador contendo uma solução ácida de dicromato de potássio. Assim, se houver álcool no ar expirado, ele é convertido em ácido acético, conforme a equação química não-balanceada: H3C-H2C-OH + K2Cr2O7 + H2SO4 → H3C-COOH + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Sobre esta equação, assinale o que for correto. 1) Constitui uma reação de auto-redox. 2) O íon cromo sofre redução. 4) A equação balanceada apresenta, em sequência, os seguintes coeficientes para os reagentes: 3, 2 e 8. 8) O Nox do carbono permanece invariável. 16) O oxigênio do K2Cr2O7 recebe elétrons. Etanol = c2h6o -> nox O = -2, nox H = +1, nox C = -2 Acido = c2h4o2 -> nox O = -2, nox H = +1, nox C = 0 9) A hematita, Fe2O3 (s), é um minério de ferro de grande importância econômica. Nas siderúrgicas, a queima de carvão produz monóxido de carbono, CO(g), que, sob aquecimento, reage com o Fe2O3 (s), produzindo ferro e gás carbônico: Fe2O3 (s) + 3 CO (g) → 2 Fe (s) + 3 CO2 (g) Considerando-se essas informações, é INCORRETO afirmar que a) o aquecimento acelera a reação. b) o gás produzido contribui para o aumento do efeito estufa. INCORRETA c) o monóxido de carbono é o agente oxidante na obtenção do ferro. d) o sistema, em equilíbrio, não é perturbado por uma variação de pressão. 10) O que é corrosão e suas consequências? A corrosão é um processo natural em que um material é deteriorado por meio de reações de oxiredução entre ele e agentes naturais, principalmente o oxigênio do ar. Esse processo causa grandes danos econômicos e sociais, pois traz estragos às estruturas de edifícios, carros, pontes, navios entre outros 11) Explique sucintamente sobre: - Corrosão atmosférica Ocorre quando os metais são expostos à ações climáticas, nesse caso o material está sujeito a deterioração por ácidos inorgânicos e seus percursores presentes na atmosfera - Corrosão uniforme O próprio nome indica que é uma corrosão que ocorre igualmente em toda a superfície Metálica que está exposta ao meio corrosivo - Corrosão por placas Quando a corrosão afeta apenas algumas partes da superfície do metal, causando depressões e desníveis consideráveis - Corrosão por pites Quando se forma furos no metal - Corrosão por lixiviação Essa corrosão forma laminas de material oxidado e se espalha por debaixo dele até camadas mais profundas - Corrosão erosão Podemos dizer que o fluído gera um processo de corrosão superficial que forma um filme na superfície . Este é rapidamente removido pela ação das partículas sólidas, gerando um processo de desgaste bastante acelerado - Corrosão sob tensão Esse tipo de corrosão se caracteriza pela formação de trincas no metal favorecendo a ruptura do material - Corrosão por frestas Corrosão em frestas é a ruptura localizada da camada passiva que ocorre sob depósitos externos, na superfície metálica e restrita a áreas confinadas, sem que se permita a ação continua e reparadora do meio oxidante. - Corrosão em ranhuras Ocorre em metais onde há defeitos com cantos vivos ,com falhas ou expostos e desprotegidos, geralmente as ranhuras são imperceptíveis, até a oxidação atingir a superfície do metal - Corrosão em canto vivo É caracterizada pela perda uniforme de massa e consequente diminuição da secção transversal da peça. Esse tipo de corrosão ocorre devido à exposição direta do aço carbono a um ambiente agressivo e à falta de um sistema protetor - Corrosão galvânica Quando dois metais se encontram e por um processo eletroquímico um corrói preferencialmente ao outro ,quando ambos se encontram com contato elétrico e na presença de um eletrólito 12) Considere a pilha galvânica representada abaixo, através da tabela de potencial de redução. Calcule a ddp das seguintes pilhas. : Ni / Ni+2 // Cu+2 / Cu Co / Co+2 // Au+3 / Au Zn / Zn+2 // Cu+2 / Cu Pilha I: Ni / Ni+2 // Cu+2 / Cu ddp = 0,24 - (- 0,337) = 0,557 V Pilha II: Co / Co+2 // Au+3 / Au ddp = 0,28 - (- 1,50) = 1,78 V Pilha III: Zn / Zn+2 // Cu+2 / Cu ddp = 0,76 - (- 0,337) = 1,097 V 13)Considere a pilha galvânica representada a baixo: Ni0 / Ni+2 // Cu+2 / Cu0 Calcule: 1. Quais as semi-reações e a global? Ni0 = Ni+2 + 2e == oxidação Cu+2 + 2e = Cu0 == redução Ni0 + Cu+2 =Ni+2. + Cu0 = global 2. Quem é o catodo e o anodo? cátodo Cu+2 + 2e = Cu0 ânodo Ni0 = Ni+2 + 2e 3. Quem se oxida e se reduz? Ni0 reduz e Cu+2 oxida 4. Qual o sentido dos elétrons pelo fio condutor? do Ni para Cu. 5. Qual o sentido dos íons pelo circuito interno? cátions para CU ãnions para N 6. Qual solução irá se diluir e se concentrar? Ni= concentra CU = dilui 14) Sabendo-se que o cobalto pode ceder elétrons espontaneamente para o íon Au+3, pede-se: Co0 / Co+2 // Au+3 / Au0 Calcule: 1. Quais as semi-reações e a global? Oxidação = Co0 --> Co2+ + 2e- Redução = Au3+ + 3e- --> Au0 Global = 3Co0 --> 3Co2+ + 6e- 2Au3+ + 6e- --> 2Au0 2. Quem é o catodo e o anodo? Cobalto é o anodo, ouro é o catodo 3. Quem se oxida e se reduz? cobalto é oxidado e ouro é reduzido 4. Qual o sentido dos elétrons pelo fio condutor? os elétrons fluem no sentido da meia célula do cobalto em direção a do ouro 5. Qual o sentido dos íons pelo circuito interno? íons Au3+ são eliminados da solução 6. Qual solução irá se diluir e se concentrar? Au2+ = diluir co2+ = concentrar 15) A corrosão de ferro metálico envolve a formação envolve a formação de íons Fe2+. Para evitá-la, chapas de ferro são recobertas por uma camada de outro metal. Em latas de alimentos a camada é de estanho metálico e em canos d'água, de zinco metálico. Explique por que: a) a camada de zinco evita a corrosão de canos d'água; O zinco age como uma proteção química, pois a corrosão acontece mais fácil quando o potencial de redução de produto é maior b) quando a camada de estanho é danificada, expondo a camada do ferro, a corrosão acontece mais o estanho é um metal com elétrons livres, a condutividade e o potencial de redução é maior, o que acelera o processo de corrosão rapidamente do que quando a referida camada está ausente. Dados: Potenciais padrões de redução a 25°C. Zn2+ + 2e → Zn(s) E0 = - 0,763 V Fe2+ + 2e → Fe(s) E0 = - 0,409 V Sn2+ + 2e → Sn(s) E0 = - 0,136 V 16) Nas semi-reações: Ni2+ (aq.) + 2 e → Ni0 (s) Ag+1 (aq.) + 1 e → Ag0 (s) A ddp da pilha, o cátodo e o ânodo são, respectivamente: Dados: E°red.Ag = + 0,80V; E°red.Ni = - 0,24V (a 25°C e 1 atm.) A prata irá reduzir pois seu nox vai diminuir e agir como oxidante para o níquel. NIO(S) = NI2(AQ)+ 2E = E0red= +0,24 v 0,80+0,24 = + 1,04v Cátodo = prata Anodo = níquel
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