AULA ELETROQUIMICA MOTA

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MOTA
PROFESSOR
Um cidadão que se mudou de Brasília para Recife, após algum tempo, percebeu que partes de seu carro estavam enferrujando muito rapidamente. Perguntou para seu filho, estudante do ensino médio, a explicação para o fenômeno. O filho pesquisou na internet e descobriu que, por causa da maresia, gotículas de água do mar atingem os objetos de aço (liga de ferro e carbono) e intensificam sua corrosão. Com base nessa informação, o estudante explicou corretamente ao pai o efeito do cloreto de sódio na corrosão.
A explicação correta de a maresia acelerar a corrosão do aço é porque 
a) reduz o ferro. 
b) oxida o carbono. 
c) dissolve a pintura do carro. 
d) torna a água mais condutora. 
e) diminui a dissolução do oxigênio na água. 
A formação de uma camada insolúvel de sulfeto de prata Ag2S acarreta o escurecimento de objetos prateados com o tempo, o que faz com eles adquiram uma coloração escura. Esse processo é comum principalmente em joias, que ficam em contato direto com a pele e com o suor. Um procedimento que pode ser realizado para que o objeto de prata volte a sua coloração original, é a limpeza com sal de cozinha e papel alumínio. Para isso, primeiro deve-se ferver cerca de 200 mL de água e adicionar 1 colher de sal de cozinha. Essa solução deve ser colocada em um copo previamente forrado com papel alumínio. Apenas três minutos de imersão do objeto de prata escurecido nessa solução são suficientes para que o resultado possa ser observado. As reações que ocorrem com o decorrer desse procedimento estão mostradas a seguir.
Al3+(aq) + 3 e– → Al(s)	E0 = –1,68 V
Ag2S(s) + 2 e– → 2 Ag(s) + S2–(aq) E0 = – 0,69 V
O desaparecimento da coloração escura se dá porque durante o procedimento ocorre a:
a) redução da prata. 
b) oxidação do sulfeto. 
c) redução do alumínio. 
d) oxidação da prata. 
e) redução do sulfeto
Em 1938 o arqueólogo alemão Wilhelm König, diretor do Museu Nacional do Iraque, encontrou um objeto estranho na coleção da instituição, que poderia ter sido usado como uma pilha, similar às utilizadas em nossos dias. A suposta pilha, datada de cerca de 200 a.C., é constituída de um pequeno vaso de barro (argila) no qual foram instalados um tubo de cobre, uma barra de ferro (aparentemente corroída por ácido) e uma tampa de betume (asfalto), conforme ilustrado. Considere os potenciais-padrão de redução: e 
Nessa suposta pilha, qual dos componentes atuaria como cátodo? 
a) A tampa de betume. 
b) O vestígio de ácido. 
c) A barra de ferro. 
d) O tubo de cobre. 
e) O vaso de barro. 
 A pilha seca de Leclanché, também conhecida como pilha comum, foi inventada por Georges Leclanché. Essa pilha é formada a partir de um corpo de Zinco (pólonegativo), uma haste de carbono (pólo positivo) colocada ao centro e uma pasta de cloreto de zinco, cloreto de amônio, bióxido de manganês e carvão em pó. 
Um dos principais problemas das pilhas é o vazamento, pois a pilha não trabalha totalmente a seco, ocorrendo lentas reações redox. Por conta disso, não é indicado deixar a pilha dentro de equipamentos sem uso por longos períodos, pois o vazamento é prejudicial para o equipamento e até mesmo tóxico, se entrar em contato com os olhos, boca ou vias respiratórias.
O vazamento na pilha seca ocorre por conta da oxidação do
a) C
b) Zn0
c) Zn+2
d) NH4+
e) Mn2+
O cobre foi, provavelmente, o primeiro metal a ser descoberto e trabalhado pelo homem. Ainda que seja difícil estabelecer a data na qual iniciou sua utilização, acredita-se que tenha sido há mais de 7000 anos. O emprego do cobre possibilitou um progresso para as civilizações mais antigas que evoluíram da idade da pedra para a do bronze. Atualmente, ainda é um elemento muito importante no desenvolvimento de novas tecnologias.
Uma das utilidades do cobre, até os dias de hoje, é nas pilhas de Daniell, como mostra a figura a seguir:
A respeito dessa pilha, é correto afirmar que o(a) zinco 
a) é o cátodo da pilha.
b) cobre atua como agente redutor. 
c) eletrodo de cobre sofre corrosão.
d) massa de zinco aumenta no decorrer da reação.
e) reação global da pilha é Zn + Cu+2→ Zn+2 + Cu.
Tendo dissecado e preparado uma rã, coloquei- a sobre uma mesa onde se achava a alguma distância, uma máquina eletrostática. Aconteceu, por acaso, que um de meus assistentes tocou a ponta de seu escalpelo no nervo interno da coxa da rã; imediatamente os músculos dos membros foram agitados por violentas convulsões.
Galvani acreditou ter realizado importante descoberta. Pensava, erroneamente, ter encontrado um detector extremamente sensível para as correntes ou descargas elétricas, cujo estudo ainda engatinhava; em seguida, admitiu a hipótese de que esse "detector" poderia revelar- se uma nova fonte de eletricidade.
A experiência de Galvani contribuiu para o desenvolvimento de uma nova área na química. A partir do teste feito por Galvani, é possível concluir que
a) os íons dissociados presentes no organismo da rã são os principais responsáveis pelos impulsos elétricos.
b) nos metais, a existência de elétrons livres caracteriza a boa condutividade de materiais, como por exemplo, o Ouro e NaClsólido.
c) o processo ocorrido com a rã se pode ser explicado pelo modelo atômico de Dalton.
d) a nova fonte de eletricidade descoberta por Galvani é um processo não espontâneo.
e) é possível perceber movimentos na rã porque seu metabolismo estava intacto.
Uma importante aplicação das reações de oxidorredução para produção de energia elétrica é a pilha eletroquímica, também denominada célula galvânica.
Nesse processo, o fluxo de elétrons garante a produção da energia elétrica, independentemente dos metais escolhidos na fabricação desse dispositivo.
Considere uma pilha formada pelos metais chumbo e zinco, ambos mergulhados em suas respectivas soluções aquosas na concentração de 1 mol · L–1, e a ponte salina contendo solução aquosa de cloreto de potássio (KCl).
Nas células galvânicas, a ponte salina é estritamente
necessária, pois
a) possibilita o fluxo dos cátions Pb2+ e Zn2+ entre o cátodo e o ânodo.
b) permite que os elétrons se desloquem pelas soluções aquosas do cátodo e do ânodo.
c) garante a possibilidade da leitura da diferença de potencial por meio do acoplamento de um voltímetro.
d) promove o fechamento do circuito, estabelecendo o equilíbrio de cargas por meio do fluxo dos íons do sal.
e) causa redução dos íons K+ que estão ao lado do cátodo e oxidação dos íons Cl– que estão ao lado do ânodo.
As pilhas recarregáveis, bastante utilizadas atualmente, são formadas por sistemas queatuam como uma célula galvânica, enquanto estão sendo descarregadas, e como célulaeletrolítica, quando estão sendo recarregadas.
Uma pilha é formada pelos elementos níquel e cádmio e seu carregador deve forneceruma diferença de potencial mínima para promover a recarga. Quanto maior a diferença depotencial gerada pelo carregador, maior será o seu custo. Considere os valores de potencialpadrão de redução dessas espécies:
Ni2+(aq) + 2 e− ⇌ Ni(s) E° = −0,230 V
Cd2+(aq) + 2 e− ⇌ Cd(s) E° = −0,402 V
Teoricamente, para que um carregador seja ao mesmo tempo eficiente e tenha o menor preço, a diferença de potencial mínima, em volt, que ele deve superar é de
a) 0,086.
b) 0,172.
c) 0,316.
d) 0,632.
e) 1,264.
Uma pilha eletroquímica é formada por dois metais diferentes, mergulhados em soluções aquosas, contendo seus respectivos cátions metálicos bivalentes com concentrações iguais a 1 mol/L cada. O sentido da movimentação dos elétrons no fio metálico que está ligado em série a um voltímetro V é representado no desenho esquemático a seguir. Os dois recipientes estão conectados entre si por meio de uma ponte salina que contém solução aquosa de cloreto de potássio.
Considere as semirreações dos dois metais que formam essa pilha, contendo seus respectivos valores de potenciais-padrão, em volts, medidos a 1 atm e 25 oC.
Considerando-se essa situação, o valor que aparece no visor do voltímetro é
a) –3,75 V.
b) –2,05 V.
c) 2,05 V.
d) 2,46 V.
e) 3,75 V.
O quadro lista alguns dispositivos eletrônicosque estão presentes no dia a dia, bem como a faixa de força eletromotriz necessária ao seu funcionamento.
	Dispositivo eletrônico
	Faixa de força eletromotriz (V)
	I
	Relógio de parede
	1,2 a 1,5
	II
	Celular
	3,5 a 3,8
	III
	Câmera digital
	7,5 a 7,8
	IV
	Carrinho de controle remoto
	10,5 a 10,9
	V
	Notebook/Laptop
	19,5 a 20,0
Considere que uma bateria é construída pela associação em série de três pilhas de lítio-iodo, nas condições-padrão, conforme as semiequações de redução apresentadas.
Essa bateria é adequada para o funcionamento de qual dispositivo eletrônico? 
a) I 
b) II 
c) III 
d) IV 
e) V 
Uma montagem diferente da pilha de Daniell pode ser feita substituindo as cubas com soluções eletrolíticas de cobre e zinco por papelões encharcados com soluções salinas em contato com placas de cobre e zinco, conforme mostra a figura.
As reações de redução dos metais envolvidos nessa pilha são as mesmas da pilha de Daniell:
A associação, em série, de cinco pilhas como as esquematizadas no texto para acendimento de uma lâmpada LED produz diferença de potencial total de
a) 5,50 V, uma vez que cada pilha produz uma diferença de potencial de 1,10 V e numa ligação em série os potenciais individuais se somam.
b) 1,10 V, uma vez que cada pilha produz uma diferença de potencial de 1,10 V e numa ligação em série essa diferença de potencial se mantém.
c) 2,10 V, uma vez que cada pilha produz uma diferença de potencial de 0,42 V e numa ligação em série os potenciais individuais se somam.
d) -1,10 V, uma vez que cada pilha produz uma diferença de potencial de 1,10 V e numa ligação em série essa diferença de potencial se mantém.
e) - 5,50 V, uma vez que cada pilha produz uma diferença de potencial de 1,10 V e numa ligação em série os potenciais individuais se somam.
Nos próximos anos, uma nova tecnologia de geração limpa de energia elétrica deve ganhar espaço para uso em veículos e em estações geradoras de energia em residências, hospitais e pequenas indústrias. É a tecnologia das células a combustível (também conhecidas como pilhas a combustível), que são dispositivos silenciosos que transformam energia química em energia elétrica. Embora o principal combustível dessas células seja o hidrogênio, os problemas relativos ao seu armazenamento e distribuição têm levado à procura de combustíveis alternativos (como o metanol) que facilitem a utilização nas células. O seguinte esquema de uma célula combustível movida a metanol representa essa nova tecnologia.
Na célula combustível esquematizada, considerando a reação global do processo, o metanol
a) participa como combustível e agente oxidante.
b) sofre redução enquanto o gás oxigênio é oxidado.
c) reduz formando íons H+ essenciais para a geração de energia.
d) reage com a água formando os gases monóxido de carbono e oxigênio.
e) atua como redutor em um processo que produz água, gás carbônico e eletricidade.
Antes da invenção da tubulação de PVC, utilizavam-se canos feitos de ferro em casas e edifícios. Uma das técnicas utilizadas para prolongar a vida útil dessa tubulação metálica e diminuir a corrosão consistia na ligação do encanamento de ferro a outros metais, que ficaram conhecidos como metais de sacrifício. A tabela a seguir mostra semirreações e potenciais de redução de alguns metais.
Para proteger a tubulação de ferro de uma casa antiga, quais dos metais presentes na tabela são os mais adequados para serem usados como metal de sacrifício?
a) Ag(s) e Cu(s).
b) Pb(s) e Ni(s).
c) Cu(s) e Zn(s).
d) Ni(s) e Al(s).
e) Zn(s) e Al(s).
A corrosão é um fenômeno eletroquímico responsável pela perda anual de bilhões de reais em produtos metálicos. A indústria naval é constantemente exposta a esse problema por conta da maresia, que agrava até 40 vezes o processo de corrosão no casco das embarcações. Para evitar esse desgaste, são utilizados vários métodos de proteção, entre eles, o ilustrado a seguir.
O método apresentado para a proteção do casco do navio consiste no(a)
A cobertura da superfície metálica com um metal menos ativo, inibindo a corrosão do ferro.
B uso de placas protetoras que evitam o contato de partes do casco com agentes oxidantes.
C uso de um metal de sacrifício, que se oxida mais facilmente do que o ferro presente na peça.
D fixação de peças de magnésio que serão reduzidas na superfície metálica, formando óxidos.
E aplicação de um metal de sacrifício, que diminui a tensão nas áreas de fácil corrosão da peça.
2
red
E(Fe|Fe)0,44V;
+
°=-
red2
E(H|H)0,00V;
+
°=
2
red
E(Cu|Cu)0,34V.
+
°=+
o
2
o
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LieLiE3,05V
--
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+®=+
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