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Questão-01 - (UNITAU SP) Para evitar a oxidação de estruturas metálicas que contêm ferro (Fe), é comum o uso de blocos metálicos de sacrifício, os quais são colocados em contato com essas estruturas de ferro. Os blocos de sacrifício doam elétrons para o ferro e assim evitam a sua oxidação. Dentre os metais abaixo, qual ou quais se prestariam como metais de sacrifício? Zn2+ + 2e– → Zn Eº = –0,76 volts Fe2+ + 2e– → Fe Eº = –0,44 volts Cu2+ + 2e– → Cu Eº = +0,15 volts Ni2+ + 2e– → Ni Eº = –0,25 volts a) Apenas o Zn b) Apenas o Cu c) Apenas o Ni d) Zn e Cu e) Cu e Ni Questão-02 - (UNEMAT MT) Não seria um sonho utilizar bactérias para produzir ouro? A tecnologia está sendo desenvolvida por pesquisadores da Universidade de Michigan, Estados Unidos. A maioria das bactérias é sensível ao ouro, que degrada a superfície desses organismos. A Cupriavidus, usada na tecnologia, utiliza cloreto de ouro, composto comum na água do mar, em seu metabolismo. Para não sofrer os efeitos bactericidas do ouro, elas separam esse metal antes da absorção do cloreto. Infelizmente o processo não é economicamente viável, porque a extração do cloreto de ouro da água do mar custa mais caro que o ouro metálico que a bactéria produz. De acordo com o caso relatado acima, marque a alternativa correta: a) O ouro é chamado de metal nobre por ter um alto potencial de redução (Au+ - E0 = +1,69 V; Au3+ E0 = +1,40 V), sendo dificilmente oxidado pelos agentes oxidantes comuns no meio ambiente. b) O ouro afeta a célula bacteriana porque sobre a membrana celular não existe nenhuma proteção extra. c) Na mineração tradicional do ouro, a extração é feita adicionando-se mercúrio, que forma um amálgama com o ouro, separando-o de outros materiais. O amálgama trata-se de uma mistura heterogênea. d) Por possuir baixa resistividade elétrica, a extração do cloreto de ouro necessita de grande quantidade de energia elétrica. e) Esse seria um raro caso de uma bactéria economicamente benéfica, já que as bactérias conhecidas até hoje só trazem prejuízo aos humanos. TEXTO: 1 - Comum à questão: 3 Em um laboratório, foi feito um experimento com dois pregos, placa de Petri, fio de cobre, fita de zinco, gelatina incolor em pó e soluções de fenolftaleína e ferricianeto de potássio (K3[Fe(CN)6]). O íon Fe2+, ao reagir com ferricianeto de potássio, forma um composto azul. A fenolftaleína é um indicador ácido-base. Listão de exercícios – Corrosão e Metal de sacrifício Disciplina: QUÍMICA Professor: Arthur Barra Professor: Rosângela/Peixoto Na placa de Petri foram colocadas e misturadas a gelatina, preparada com pequena quantidade de água, e gotas das soluções de fenolftaleína e ferricianeto de potássio. Dois pregos foram limpos e polidos; num deles foi enrolado um fio de cobre e no outro uma fita de zinco, sendo colocados em seguida na placa de Petri. Adicionou-se um pouco mais de gelatina, para cobrir completamente os pregos. No dia seguinte, foi registrada uma foto do experimento, representada na figura. Considere: Fe2+(aq) + 2 e– → Fe(s) Eº = –0,44V Zn2+(aq) + 2 e– → Zn(s) Eº = –0,76V Cu2+(aq) + 2 e– → Cu(s) Eº = +0,34V O2(g) + 2H2O(l) + 4e – → 4 OH– (aq) Eº = +0,40V Questão-03 - (UFTM MG) No experimento realizado, pode-se afirmar corretamente que as espécies químicas oxidadas nos pregos à esquerda e à direita da figura são, respectivamente, a) Cu e Fe. b) Cu e Zn. c) Fe e Fe. d) Fe e O2. e) Fe e Zn. Questão-04 - (FATEC SP) 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. TEXTO: 2 - Comum à questão: 5 80,0)()( 34,0)(2)( 44,0)(2)( 76,0)(2)( 37,2)(2)( /volE 2 2 2 2 +⎯→⎯+ +⎯→⎯+ −⎯→⎯+ −⎯→⎯+ −⎯→⎯+ −+ −+ −+ −+ −+ sAgeaqAg sCueaqCu sFeeaqFe sZneaqZn sMgeaqMg oSemirreaçã o DADOS QUE PODEM SER NECESSÀRIOS: Questão-05 - (UECE) Entre as diversas aplicações da eletrólise, encontra-se a galvanização. O nome do processo é uma homenagem ao médico, físico e filósofo italiano Luigi Galvani (1737-1798). Considerando o processo de galvanização, analise as seguintes proposições: I. É a aplicação de uma camada de cobre ou ligas de cobre sobre a superfície de aço ou ferro. II. A finalidade da galvanização é formar uma capa protetora que evite a corrosão do metal. III. O método mais usado de galvanização é o de imersão a quente. IV. O metal utilizado na galvanização é conhecido como metal de sacrifício e tem maior poder de redução que o metal a ser protegido. São verdadeiras somente as proposições a) I e III. b) I e IV. c) II e IV. d) II e III. Questão-06 - (ENEM) Os tanques de armazenamento de gasolina podem, com o tempo, sofrer processos oxidativos, resultando na contaminação do combustível e do solo à sua volta. Uma forma de evitar tais problemas econômicos e ambientais é utilizar preferencialmente metais de sacrifício, protegendo os tanques de armazenamento. Suponha que seja necessário usar um metal de sacrifício em um tanque de aço (liga de ferro-carbono). Considere as semirreações de redução e seus respectivos potenciais padrão. Dos metais citados, o que garantirá proteção ao tanque de aço é o a) zinco. b) cobre. c) níquel. d) cádmio. e) mercúrio. Questão-07 - (FM Petrópolis RJ) A corrosão metálica é a transformação ou deterioração de um material metálico ou liga metálica, através de um processo químico chamado corrosão. Essa corrosão está associada à exposição do metal num meio no qual existe a presença de moléculas de água, juntamente com o oxigênio ou íons de hidrogênio, num meio condutor. Uma maneira de proteger o ferro da corrosão é cobrir a superfície do metal com outro metal. O ferro geralmente é coberto com zinco. A reação sofrida por esse metal ao proteger o ferro é representada por a) Zn2+(aq) + Fe2+(aq) Zn(s) + Fe(s) b) Zn0(s) + Fe2+(aq) Zn+2(aq) + Fe(s) c) Zn2+(aq) + 2H+(aq) Zn(s) + H2(g) d) H2(g) + Fe 2+(aq) 2H+(aq) + Fe(s) e) Zn0(s) + 2H+(aq) Zn+2(aq) + H2(g) Questão-08 - (PUC Camp SP) Os cascos dos navios são protegidos da corrosão por barras metálicas de sacrifício. Considerando que os cascos são constituídos por aço (liga cuja base é o metal ferro) e a tabela de potenciais padrão de redução dada, os metais que podem ser utilizados como metais de sacrifício são: a) Ag e Cu. b) Ni e Pb. c) Ag, Cu, Ni e Pb. d) Mg e Zn. e) Mg e Ag. Questão-09 - (UFJF MG) Tanques reservatórios para combustíveis em postos de abastecimento e tubulações para oleodutos são fabricados a partir de aço. O aço comum é basicamente constituído por ferro. Para proteção desses tanques e tubulações subterrâneas contra corrosões, eles são revestidos por uma camada de magnésio que, periodicamente, deve ser substituída. → → → → → a) Com base nos potenciais de redução da tabela acima, explique qual é o processo que ocorre para a proteção dos tanques e tubulações confeccionados com aço comum. b) O aço inoxidável é mais resistente a corrosões do que o aço comum. Ele possui em sua composiçãocerca de 20% de crômio. Como a presença desse metal atribui ao aço inoxidável essa propriedade? c) Escreva a reação global balanceada da pilha galvânica formada por ferro e crômio, indicando os agentes, oxidante e redutor. d) Quais seriam os danos para o meio ambiente no caso de corrosão desses tanques e tubulações? Questão-10 - (FUVEST SP) Um método largamente aplicado para evitar a corrosão em estruturas de aço enterradas no solo, como tanques e dutos, é a proteção catódica com um metal de sacrifício. Esse método consiste em conectar a estrutura a ser protegida, por meio de um fio condutor, a uma barra de um metal diferente e mais facilmente oxidável, que, com o passar do tempo, vai sendo corroído até que seja necessária sua substituição. Um experimento para identificar quais metais podem ser utilizados como metal de sacrifício consiste na adição de um pedaço de metal a diferentes soluções contendo sais de outros metais, conforme ilustrado, e cujos resultados são mostrados na tabela. O símbolo (+) indica que foi observada uma reação química e o (–) indica que não se observou qualquer reação química. Da análise desses resultados, concluise que pode(m) ser utilizado(s) como metal(is) de sacrifício para tanques de aço: a) Al e Zn. b) somente Sn. c) Al e Sn. d) somente Al. 0,44-Fe 2e Fe 0,74 -Cr 3e Cr 2,36-Mg e 2 Mg (V) Eºreações-Semi -2 -3 -2 →+ →+ →+ + + + e) Sn e Zn. Note e adote: o aço é uma liga metálica majoritariamente formada pelo elemento ferro. Questão-11 - (UFJF MG) A corrosão eletroquímica é um processo passível de ocorrer quando o metal está em contato com um eletrólito, onde acontecem, simultaneamente, as reações anódicas e catódicas. Um processo de corrosão acontece segundo as semirreações descritas a seguir, originando, assim, a formação de hidróxido ferroso. I. Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e− II. 2 H2O(l) + 2e− → H2(g) + 2OH−(aq) Em meio de alto teor de oxigênio, o hidróxido ferroso sofre a seguinte transformação, através das duas reações descritas abaixo: III. 2 Fe(OH)2(aq) + H2O(l) + ½O2(g) → 2 Fe(OH)3(aq) IV. 2 Fe(OH)3(aq) → Fe2O3 H2O(s) + 2 H2O(l) Acerca do processo de corrosão e das reações apresentadas, responda aos itens a seguir. a) Equacione a reação global das reações I e II descritas acima. b) Identifique quais são os agentes oxidante e redutor da reação global do item a. c) Considerando as equações III e IV, escreva a reação de formação do óxido férrico monoidratado a partir do hidróxido ferroso. d) Segundo a tabela de potenciais de redução, escolha um metal que pode ser utilizado como metal de sacrifício, protegendo o ferro de uma tubulação. Justifique. POTENCIAIS PADRÃO DE REDUÇÃO, Eº / V −2,372 −0,762 −0,440 −0,257 +0,800 GABARITO: 1) Gab: A 2) Gab: A 3) Gab: E 4) Gab: B 5) Gab: D 6) Gab: A 7) Gab: E 8) Gab: D 9) Gab: (s) 2 )aq( Mg e2Mg → −+ + (s) 2 )aq( Zn e2Zn → −+ + (s) 2 )aq( Fe e2Fe → −+ + (s) 2 )aq( Ni e2Ni → −+ + (s))aq( Ag eAg → −+ + a) Como o magnésio apresenta menor potencial padrão de redução com relação ao ferro, o magnésio irá oxidar protegendo o aço. b) Em comparação ao aço comum, o qual é revestido com magnésio, o aço inoxidável apresenta maior resistência à corrosão, pois o cromo apresenta potencial padrão de redução maior do que o do magnésio. c) Reação: 3Fe2+ + 2Cr0 → 3Fe0 + 2Cr3+ Agente oxidante: Fe2+ Agente redutor: Cr0 d) Contaminação do solo e dos aquíferos pelo combustível. 10) Gab: A 11) Gab: a) Fe(s) + 2 H2O(l) → Fe 2+(aq) + H2(g) + 2OH−(aq) b) Agente oxidante → H2O(l) Agente redutor → Fe(s) c) 2Fe(OH)2(aq) + ½ O2(g) → Fe2O3H2O(s) + H2O(l) d) Mg ou Zn
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