IME & ITA - ELETROQUÍMICA I - GABARITO

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FÍSICO-QUÍMICA – ELETROQUÍMICA I – RUMO AO IME - PROF. ALEXANDRE VARGAS GRILLO 
 
 
1 
 
Questão 01 – (IME - 1983) 
a) Determinar o potencial padrão de uma célula formada por 
eletrodos de Cu e Cd, onde os eletrólitos são sais de Cu
2+
 e 
Cd
2+
. 
b) Indicar o eletrodo positivo, o anodo é o metal que se reduz. 
Dados: 
Cu
2+
(aq) + 2e
-
 → Cu(s) ε° = + 0,337 Volts. 
Cd
2+
(aq) + 2e
-
 → Cd(s) ε° = - 0,403 Volts. 
 
Questão 01: 
a) Cálculo do potencial padrão (E°): 
Invertendo a semirreação de redução do Cádmio: Cd
°
(s) → 
Cd
2+
(aq) + 2e
-
 ΔG°Cd = - 2.F.(+ 0,403) 
 Cu
2+
(aq) + 
2e
-
 → Cu(s) ΔG°Cu = - 2.F.(+ 0,337) 
 
Determinação da Equação global: 
Cd
°
(s) → Cd
2+
(aq) + 2e
-
 
Cu
2+
(aq) + 2e
-
 → Cu(s) + 
 
Cd
°
(s) + Cu
+2
(aq) → Cd
+2
(aq) + Cu(s) (Equação global da pilha) 
ΔG°T = - 2.F.ET° 
 
ΔG°T = ΔG°Cd + ΔG°Cu 
- 2.F.ET° = - 2.F.(+ 0,403) + {- 2.F.(+ 0,337)} 
ET° = + 0,403 + 0,337 = + 0,740 V. 
 
b) Eletrodo positivo: Eletrodo de Cádmio; 
Ânodo: Cádmio; 
Metal que se reduz: Cu
+2
. 
Questão 02 – (IME - 1999) Em uma pilha Ni
0
 / Ni
2+
 // Ag
+1
 / 
Ag
0
, os metais estão mergulhados em soluções aquosas 1,0 
mol.L
-1
 de seus respectivos sulfatos, a 25°C. Determine: 
a) a equação global da pilha; 
b) o sentido do fluxo de elétrons; 
c) o valor da força eletromotriz (fem) da pilha. 
Dados: 
Ni
2+
(aq)
 
+ 2e
-
 → Ni
0
(s) (E
0
redução = - 0,25 V) 
Ag
+
(aq) + 1e
-
 → Ag
0
(s)
 
(E
0
redução = + 0,80 V) 
 
Questão 02: 
 
a) 
Invertendo a semirreação do níquel:Ni
°
(s) → Ni
2+
(aq) + 2e
-
 
 ΔG1° = - 2.F.(+ 0,25) 
Multiplicando a semirreação da prata por 2: 2 Ag
+
(aq) + 2e
- 
→ 2 
Ag°(s) ΔG2° = - 2.F.(+ 0,80) 
 
Equação global: 
Ni
°
(s) → Ni
2+
(aq) + 2e
-
 
2 Ag
+
(aq) + 2e
- 
→ 2 Ag°(s) + 
----------------------------------------- 
Ni
°
(s) + 2 Ag
+
(aq) → Ag
°
(s) + Ni
2+
(aq) (Equação global da pilha) 
ΔG°Total = - 2.F.E° 
 
b) O sentido do fluxo de elétrons sai do eletrodo de 
Níquel (ânodo) para o eletrodo de Prata (cátodo). 
c) ΔG°Total = ΔG1°Ni + ΔG2°Ag 
- 2.F.E° = - 2.F.(+ 0,25) + {- 2.F.(+ 0,80)} 
E° = + 0,25 + 0,80 
E° = + 1,05 V. 
 
Questão 03 - (IME - 1993) Para se recuperar o níquel, em sua 
forma metálica, de uma solução contendo íons Ni
+2
, 
introduziu-se na mesma uma barra de estanho metálico. 
Responda: 
a) O processo descrito pode ocorrer sem a participação de um 
agente externo ao meio reacional? Justifique. 
b) Qual a ordem de grandeza da constante de equilíbrio para 
a reação descrita no problema (a 27
°
C)? 
 
Dados: Potenciais de redução padrão a 27ºC: 
Sn
+2
(aq) + 2e
-
 = Sn(s) 
0
 = - 0,14 V 
Ni
+2
(aq) + 2e
-
 = Ni(s) 
0
 = - 0,25 V 
 
Questão 03: 
 
a) Não. Pelo fato que sem a participação de um agente 
externo o processo irá apresentar uma variação da 
energia livre de Gibbs maior que zero (ΔG > 0), ou 
seja, um processo não espontâneo. 
 
b) Cálculo do potencial-padrão (E°): 
Invertendo a semirreação de redução do níquel: Ni(s) → 
Ni
2+
(aq) + 2e
-
 ΔG° = - 2.F.(+ 0,25) 
Semirreação de redução do níquel: Sn
+2
(aq) + 
2e
- 
→ Sn(s) ΔG° = - 2.F.(- 0,14) 
Equação global: 
Ni(s) → Ni
2+
(aq) + 2e
-
 
Sn
+2
(aq) + 2e
- 
→ Sn(s) + 
----------------------------------------- 
Ni(s) + Sn
+2
(aq) → Ni
+2
(aq) + Sn(s) (Equação global da 
pilha) ΔG°T = - 2.F.E° 
 
ΔG°T = ΔG°Ni + ΔG°Sn 
- 2.F.E° = - 2.F.(+ 0,25) + {- 2.F.(- 0,14)} 
E° = + 0,25 - 0,14 = + 0,11. 
E° = + 0,11 V. 
- Cálculo da Constante de Equilíbrio: 
ΔG° = - n.F.E° 
ΔG° = - R.T.lnKeq 
 
- R.T.lnKeq = - n.F.E° 
 
 2 
³.100,5
84,4972
.
..
ln
51,8
2,2494
21230
300314,8
)11,0(965002
300.314,8
)11,0.(96500.2
.
..
xK
K
eK
eK
eK
eK
eK
TR
EFn
K
eq
eq
eq
eq
x
xx
eq
eq
TR
EFn
eq
eq












 
 
Questão 04 - (IME - 1991) Dadas as reações de meia célula: 
Cu
2+
 + e
-
 → Cu
+
 E
0
 = + 0,153 V 
I2 + 2e
-
 → 2I
-
 E
0
 = + 0,536 V 
pede-se: 
a) Escrever a equação que representa a reação global da 
célula; 
b) Calcular o potencial de eletrodo global (E0); 
c) Calcular a energia livre para a reação (G0), considerando 
que 1 mol de elétrons percorreu a célula eletroquímica. 
 
Questão 04: 
a) 
 
Invertendo a semirreação de redução do cobre e multiplicando 
por 2: 
2 Cu
+
(aq) → 2 Cu
+2
(aq) + 2e
-
 ΔG° = - 2.F.(- 0,153) 
Semirreação de redução do Iodo: 
I2(g) + 2e
- 
→ 2 I
-
(aq) ΔG° = - 2.F.(+ 0,536) 
 
Equação global: 
2 Cu
+
(aq) → 2 Cu
+2
(aq) + 2e
-
 
I2(g) + 2e
- 
→ 2 I
-
(aq) + 
----------------------------------------- 
2 Cu
+
(aq) + I2(g) → 2 I
-
(aq) + 2 Cu
+2
(aq) (Equação global da pilha) 
ΔG°T = - 2.F.E° 
 
b) Cálculo do potencial da pilha: 
 
2 Cu
+
(aq) → 2 Cu
+2
(aq) + 2e
-
 ΔG° = - 2.F.(- 0,153) 
I2(g) + 2e
- 
→ 2 I
-
(aq) ΔG° = - 2.F.(+ 0,536) 
 
ΔG°T = ΔG°Cu + ΔG°I 
- 2.F.E° = - 2.F.(- 0,153) + {- 2.F.(+ 0,536)} 
E° = - 0,153 + 0,536 = + 0,383. 
E° = + 0,383 V. 
 
c) Calcular a energia livre para a reação (G0): 
.96,36
5,36959
)383,0.(96500.1
..
kJG
G
VG
EFnG




 
 
Questão 05 - (IME - 1996) Em duas cubas eletrolíticas, 
ligadas em série, ocorrem as reações, cujas equações são 
mostradas a seguir, pela passagem de uma corrente elétrica de 
1 Ampére: 
 Cuba A: Ag
+
(aq) + 1e
-
  Ag(s) 
 Cuba B: 2 H
+
(aq) + 2e
-
  H2(g) 
Pede-se: 
a) o tipo de reação que está ocorrendo; 
b) a denominação do eletrodo onde ocorrem essas 
reações; 
c) o tempo necessário para que ocorra a deposição de 
1,08 g de prata; 
d) O volume, em litros nas CNTP, do hidrogênio 
produzido durante o tempo determinado na letra C. 
 
Questão 05: 
 
a) O tipo de reação que ocorre tanto na cuba A quanto na 
cuba B apresentadas no exercício são de redução. 
b) Na eletrólise, as reações de redução ocorrem no 
ânodo. 
c) Cálculo do tempo para a deposição de 1,08 g de prata: 
108 g de Ag --------------------- 1 mol de elétrons x 96500 C/mol 
de elétrons 
1,08 g ----------------------------- Q = i x tempo (1.t) 
.965
96500.1.08,1.1.108
96500.1.08,1..108
stempo
tempo
tempoi



 
d) Cálculo do volume em litros de H2, nas CNTP: 
1 mol de H2 ---------- 22,4 L --------------------- 2 mol de elétrons 
x 96500 C/mol de elétrons 
 VH2 ---------------------- 965 C. 
 
.112,0
96500.2
4,22.965
2
2
Lv
v
H
H

 
 
Questão 06 – 
A) (IME – 1965) O ácido clorídrico puro, no estado 
líquido, pode ser eletrolizado? Por que? NÃO. 
B) (IME – 1965) As reações eletrolíticas são, sempre, 
reações de oxidação e redução? Por que? SIM. 
Questão 07 - (Olimpíada Alagoana de Química - 
Modificada) Considere uma pilha de níquel/zinco e as semi-
reações representadas a seguir, com seus respectivos potenciais 
de redução: 
Ni
+2
 + 2e
-
 → Ni E
o
 = - 0,25 V 
Zn
+2
 + 2e
-
 → Zn E
o
 = - 0,76 V 
A diferença de potencial da pilha é: 
a) 0,21 V 
b) 0,31 V 
c) 0,41 V 
d) 0,50 V 
e) 0,51 V 
 
 
 3 
Questão 08 - (Olimpíada Alagoana de Química - 
Modificada) O trabalho produzido por uma pilha é 
proporcional à diferença de potencial (ddp) nela desenvolvida 
quando se une uma meia-pilha onde a reação eletrolítica de 
redução ocorre espontaneamente (catodo) com outra meia pilha 
onde a reação eletrolítica de oxidação, ocorre espontaneamente 
(anodo). Como exemplo temos: 
Ag(s) → Ag
+
 + e
-
 E° = - 0,80 V 
Cu(s) → Cu
2+
 + 2e
-
 E° = - 0,34 V 
A ddp da pilha é de: 
a) 0,28 V 
b) 0,33 V 
c) 0,41 V 
d) 0,46 V 
e) 0,56 V 
 
Questão 09 - (Olimpíada Portuguesa de Química - 2008) 
Tendo em conta os potenciais de redução indicados: 
E
°
 (Fe
+2
/Fe) = - 0,44 V 
E
°
 (Fe
+3
/Fe
+2
) = + 0,77 V 
O potencial do par Fe
+3
/Fe é: 
a) + 0,037 V 
b) – 0,037 V 
c) + 0,330 V 
d) + 0,110 V 
 
Questão 10 – (Olimpíada Mineira de Química – 2010) As 
semirreações para as reaçõesquímicas que ocorrem em uma 
pilha seca (pilha de Leclanché) e seus respectivos potenciais 
padrão de redução são: 
Zn
+2
(aq) + 2e
-
 → Zn(s) E
o
 = - 0,76 V 
2 NH4
+
(aq) + 2 MnO4(s) + 2e
-
 → Mn2O3(s) + H2O(l) + 2 NH3(aq) 
E
o
 = + 0,74 V 
Responda as questões que se seguem: 
a) Escreva a equação química da reação global que 
ocorre no interior de uma pilha seca. 
b) Calcule a diferença de potencial eletroquímico (∆E) 
da pilha de Leclanché. E° = + 1,50 V.