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Pilha -­‐ Eletroquímica 1) Considerando um sistema em que as placas de cobre e zinco sejam mergulhadas nas soluções CuSO4 e ZnSO4, e que o sistema tinha uma ponte salina com K2SO4, indique: a)as semireações , a reação global e a ddp b)o catodo e o anodo c)onde ocorre a oxidação e a redução d)quem se oxida e quem se reduz e)o agente oxidante e o redutor f)o sentido do fluxo dos elétrons g)quem tem massa aumentada e reduzida h)qual a solução mais diluída e mais concentrada i)qual o papel da ponte salina. Dados: Zn2+ / Zn0 E0= -­‐0,76V Cu2+ / Cu0 E0= +0,34V 2)Considere as semireações e os respetivos potenciais normais de redução: Ni2+ + 2e-­‐ → Ni E0= -­‐0,25V Au3+ + 3e-­‐ → Au E0= +1,50V Determine: a)ddp b)a equação da pilha c)catodo e anodo d)eletrodo que desgasta e)eletrodo que sofre um aumenta de massa 3) (Puc-­‐MG) Uma pilha foi elaborada a partir das associações das meias pilhas: Fe2+/Fe e Al3+/Al. E°(Fe2+/Fe) = -­‐ 0,44V ; E°(Al3+/Al) = -­‐1,66V. Qual das montagens a seguir representa CORRETAMENTE a pilha funcionando? 4)(Vunesp-­‐SP) 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; b) quando a camada de estanho é danificada, expondo a camada do ferro, a corrosão acontece mais 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 5)Dados os potenciais -­‐ padrão de redução: Al3+ + 3e → Al (-­‐1,66 V) Fe+2 + 2e → Fe (-­‐0,44 V), A ddp da pilha Al/Fe, em condições -­‐ padrão, é: a) 2,10 V b) 1,32 V c) 1,22 V d) 1,08 V e) 0,88 6) (Cesgranrio-­‐RJ) O esquema adiante representa uma célula voltáica com eletrodos de alumínio e cobalto. Observe a seguir as semi-­‐reações e seus potenciais-­‐padrão de redução: Al3+ + 3e → Al0 (E° = -­‐1,66V) Co2+ + 2e → Co0 (E° = -­‐0,28V) No caso de a célula estar em funcionamento, pode-­‐se afirmar que: I -­‐ A força eletromotriz (F.E.M) da cédula será 1,38 volts. II -­‐ O agente redutor da célula será o Al°. III -­‐ O agente oxidante da cédula será o Co°. IV -­‐ O fluxo de elétrons na cédula se dará do eletrodo de alumínio para o cobalto. V -­‐ A solução de Co(NO3)2 se concentrará. Assinale a opção que indica apenas as afirmativas corretas: a) I e III. b) II e III. c) IV e V. d) I, II e IV. e) II, IV e V. 7) (Uel-­‐PR) Considere a seguinte tabela de potenciais padrão de redução: Zn2+ + 2e → Zn E0 (volts) = -­‐0,76 Cu2+ + 2e → Cu E0 (volts) = +0,34 Na pilha em que ocorre a reação Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu Determine a força eletromotriz, em volts. 8)(UFF) Considere as seguintes semi-­‐reações: Al3+(aq) + 3e → Al(s) E° = -­‐1,66 V Cu2+(aq) + 2e → Cu(s) E° = 0,34 V a) Qual deverá ser a reação representativa da célula? b) Qual o potencial da célula galvânica que se utiliza das semi-­‐reações acima? c) Qual das semi-­‐reações deverá ser representativa do ânodo? 9) Encanamentos de ferro mergulhados em água sofrem corrosão, devido principalmente à reação: Fe(s) + 2H (aq) → Fe (aq) + H (g) Para proteger encanamentos nessas condições, costuma-­‐se ligá-­‐los a barras de outros metais, que são corroídos ao invés dos canos de ferro. Conhecendo os potenciais padrão de redução: 2+
Cu + 2e ↔ Cu(s) Eº= +0,34 V 2+
Fe + 2e ↔ Fe(s) Eº= – 0,44 V 2+
Mg + 2e ↔Mg(s) Eº= – 2,37 V +
2H + 2e ↔H (g) Eº= 0,0 V e dispondo-­‐se de barras de magnésio e cobre, propõe-­‐se: +
+2
2
– –
–
–
2
a) Qual metal deve ser utilizado para proteger o encanamento? Justifique. b) Escreva as reações que ocorrem na associação do cano de ferro com a barra metálica escolhida, indicando o agente oxidante e o agente redutor. 10)Os potenciais padrões dos eletrodos de zinco e prata são dados abaixo: Ag+ + e → Ag E° = +0,799 V 2+
Zn + 2e → Zn E° = -­‐0,763V a) Escreva a reação da pilha. b)Calcule o potencial padrão e dê o agente oxidante da pilha. 11) Marca-­‐passo é um dispositivo de emergência para estimular o coração. A pilha utilizada nesse dispositivo é constituida por eletrodos de lítio e iodo. Dados: Li+(aq) + e−→ Li(s) E°= − 3,05V I2(s) + 2e−→2I−(aq) E°= + 0,54V a)Que substâncias representam X e Y? b)Qual a reação representativa da pilha? Gabarito 1)a) Zn0 → Zn2+ + 2e-­‐ Cu2+ + 2e-­‐ → Cu0 Global: Cu2+ + Zn0→ Cu0 + Zn2+ ddp = +1,10V b)catodo: Cu0 anodo: Zn0 c)Oxida: Zn0 Reduz: Cu0 d)se oxida = perde elétron = Zn0 se reduz = ganha elétron = Cu+2 e)agente oxidante = CuSO4 agente redutor: Zn0 f)sentido = anodo -­‐> catodo Zn0→ Cu0 g)massa aumentada: Cu0 massa diminuida: Zn0 h)diluída: CuSO4 concentrada: ZnSO4, i)fazer a migração dos íons para equilibrar as cargas. 2)a) 1,75V b)2 Au3+ + 3Ni0 → 3Ni2+ + 2Au0 c)Catodo: ouro anodo: níquel d)níquel e)ouro 3)Letra A 4) a) O zinco por apresentar menor potencial de redução que o cano de ferro, atua como eletrodo de sacrifício, ele é corroído enquanto o ferro está a salvo no estado reduzido. b) Este fato ocorre devido ao estanho ter maior tendência a se reduzir frente ao ferro, este último em contato com o oxigênio atmosférico terá uma rápida oxidação. 5)Letra C 6)Letra D 7) +1,10V 8) a) 2Al(s) + 3Cu+2(aq) → 2Al+3(aq) + 3Cu(s) b) ΔE = 0,34 -­‐ (-­‐1,66) = 2,00 V c) 2Al(s) → 2Al+3(aq) + 6e 9)O magnésio, por possuir potencial de oxidação maior que o do ferro. b) Fe+2 + 2e– → Fe Mg→ Mg+2 + 2 e– Global: Fe+2 + Mg → Fe + Mg+2 Oxidante: Fe+2 Redutor: Mg 10)a)2Ag+ + Zn → 2Ag + Zn+2 b)1,562V agente oxigante = Ag+ 11)a)X = Li Y = I2 b) I + 2Li → 2I−+ 2Li+ 2