Pilha2013

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Pilha2013

  1. 1. tema - pilhas e baterias01.( ) As baterias são dispositivos que convertem energia elétrica emenergia química através de uma reação de óxido-redução.02.( ) Nas baterias de níquel metal hidreto (NIMH),que podem serconsideradas uma evolução das de níquel cádmio (NiCd),pois são menosprejudiciais ao ambiente, a semi-reação catódica é representada porCd + 2OH-→ Cd(OH)2 + 2e-.03.( ) Sabendo que a descarga da pilha metal hidreto é representadapela reação global espontânea2NiO(OH) + 2H2O + Cd → 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2 ,pode-se concluir que o elemento níquel é reduzido enquanto a pilha érecarregada.04.( ) Com base nas semi-reações2 H2O(l) + 2e-→ H2(g) + 2 OH-(aq) E°= -0,83 VO2(g) +2 H2O(l) + 4e-→ 4 OH-(aq) E°= +0,40Vpode-se afirmar que as células de combustível hidrogênio-oxigênioapresentam ddp igual a 1,23V e que íons OH-são consumidos no ânodo.05.( ) O NH4Cl, presente na pasta eletrolítica presente na pilha seca, éum sal que em água origina uma solução de pH menor do que 7,0 a25°C.
  2. 2. 06. INSTRUÇÂOAs duas proposições a seguir devem ser respondidas com base no texto:O acumulador chumbo-ácido, inventado, em 1859, pelo físico GastonPlanté, foi revolucionário uma vez que podia ser recarregado em lugar deser descartado. Nesse acumulador, o eletrólito é uma solução de ácidosulfúrico,H2SO4(aq).PbO2(s)+SO42-(aq) + 4 H+(aq) + 2e-→ PbSO4(s) + 2 H2O(l) E= 1,69 VPbSO4(s) +2e-→ Pb(s)+ SO42-(aq) E= 0,251V( ) A solução de ácido sulfúrico torna-se mais concentrada, durante adescarga do acumulador.( ) Os acumuladores chumbo-ácido fornecem corrente elétrica para apartida de motores automotivos.07. ( ) A pilha que funciona segundo a reaçãoé alcalina, e o cádmio é agente redutor
  3. 3. 08. Relativamente à pilha abaixo, fazem-se as afirmações:I- A reação global da pilha é dada pela equaçãoCu + 2Ag+→ Cu2++ 2AgII- O eletrodo de prata é o pólo positivo.III- No ânodo, ocorre a oxidação do cobre.IV- A concentração de íons Ag+na solução irá diminuir.V- A massa da barra de cobre irá diminuir.São corretas:a) III, IV e V somente.b) I, III e V somente.c) II e IV somente.d) I, IV e V somente.e) I, II, III, IV e V.
  4. 4. 09. Panelas de alumínio são muito utilizadas no cozimento de alimentos.Os potenciais de redução indicam ser possível a reação desse metal coma água. A não-ocorrência dessa reação é atribuída à uma presença deuma camada aderente e protetora de óxido de alumínio, formada nareação do metal com o oxigênio do ar.a) Escreva a equação balanceada que representa a formação da camadaprotetora.b) Com os dados explique como foi feita a previsão de que o alumíniopode reagir com a água.Dados:Al3++3e-→ Al E=-1,66V2 H2O + 2e-→ H2+ 2OH-E=-0,83V10. A pilha alcalina de zinco e dióxido de manganês é um tipo de pilhaseca, em que o eletrólito é uma pasta de hidróxido de potássio ou desódio. A pilha com esse eletrólito tem maior durabilidade e não apresentaos inconvenientes da pilha de pasta de cloreto de amônio.Dados:Zn(OH)2(s)+2e-→ Zn(s) + 2 OH-E=-1,249V2 MnO2(s) + H2O(l) + 2e-→ Mn2O3(s)+2 OH-E=-0,251VCom base nas informações e nos dados acima:1) Determine a ddp da pilha.2) Represente a reação global da pilha alcalina.3) Represente:a) A semi-reação que ocorre no ânodo da pilha.b) A fórmula do oxidante.4) Indique a função da pasta de hidróxido de potássio, KOH5) Relacione com o processo de descarga da pilhaa) A quantidade H2O(l) na equação global.b) A concentração de OH(aq) da pasta.
  5. 5. 11.No dia 25 de novembro de 2007, uma parte da arquibancada do EstádioOtávio Mangabeira, a Fonte Nova, cedeu sob impacto de torcedores,durante uma comemoração, provocando grande tragédia. Uma dascausas do acidente foi o desgaste, pela corrosão, da estrutura de ferrodo concreto armado.Diariamente, a corrosão ocasiona estragos, muitas vezes invisíveis, emmilhões de construções, navios, veículos automotivos, dentre outros. Nomundo, calcula-se que 20% do ferro produzido destina-se à reposiçãodaquele que foi enferrujado. A corrosão do ferro é um processoeletroquímico complexo, em que ocorre a formação de diversoscompostos e a participação de impurezas existentes no material.Considerando-se os dados constantes da tabela representada acima, épossível compreender, de forma simplificada, esse processo.A partir da análise dessas considerações, com base nos dados da tabelae admitindo que a ferrugem é constituída apenas por hidróxido de ferro(III),• determine a ddp da pilha formada entre o ferro e o oxigênio e identifiquese a corrosão do ferro é um processo espontâneo.• mencione dois fatores eletroquímicos que condicionaram a corrosão daestrutura de ferro do concreto armado do Estádio Otávio Mangabeira eapresente uma explicação que justifique a aceleração desse processo napresença de substâncias ácidas, a exemplo do CO2 e SO2, em meioaquoso.
  6. 6. 12. A energia elétrica, para consumo da população, é produzida a partirde geradores elétricos, movidos por queda de água, por motor a dieselou por vapor de água a alta pressão ou, em menor escala, a partir depilhas e baterias utilizadas em computadores, calculadoras, câmaras devideo e filmadoras. A grande vantagem das pilhas e das baterias é quesão portáteis e acondicionam energia elétrica, embora de alto custo.Entretanto, pilhas e baterias, quando descartadas de modo inadequado,representam perigo à saúde e ao meio ambiente, em razão da naturezatóxica das substâncias usadas na sua fabricação, a exemplo do cádmio,do níquel, do mercúrio e de seus compostos.A partir da análise dessas informações,• identifique a forma de energia transformada em energia elétrica nosgeradores elétricos, e nas pilhas e baterias;• identifique o sentido do fluxo de elétrons entre o cátodo e o ânodo naspilhas e nas baterias;• apresente duas maneiras de evitar a contaminação do meio ambiente,provocada pelo descarte inadequado de pilhas e de baterias.13.(Bahiana-2013.1)As pilhas de mercúrio não são recarregáveis, entretanto têm boacapacidade de armazenar energia, voltagem constante por longo tempoe, como são construídas em tamanho pequeno, em formato de “botão”,são comumente usadas em aparelhos pequenos como relógios de pulso,câmeras e aparelhos auditivos. Entretanto o descarte inadequado dessetipo de pilha é um risco ao meio ambiente devido a presença do mercúrioe de seus compostos.Considerando as informações do texto e da tabela,• escreva a equação global que representa a reação que ocorredurante o funcionamento da pilha e determine o ∆Eº.
  7. 7. • apresente um argumento que justifique a preocupação com odescarte inadequado de pilhas de mercúrio no ambiente.14. (Bahiana -2011.2) ( ) Os produtos da reação global da pilha níquel-cádmioCd + 2Ni(OH)3 → 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2podem ser descartados no ambiente porque são inócuos à saúde.15.(Bahiana-2011.1) ( ) As pilhas e as baterias geram energia que estáassociada às reações de oxirredução que ocorrem durante o seufuncionamento.16. (Bahiana-2011.1)A pilha de lítio-iodo foi desenvolvida para ser utilizada em aparelhos demarcapasso. É pequena, leve, armazena bastante energia e tem duraçãode cinco a oito anos. Fornece uma voltagem de 2,8V e, s durante o seufuncionamento, pode ser fechada hermeticamente. A reação globaldessa pilha pode ser representada, de maneira simplificada, pelaequação2Li(s) + I2(s) → 2 LiI(s)Considerando-se essas informações, escreva a semiequação querepresenta o processo de redução que ocorre no cátodo, durante ofuncionamento da pilha, e indique uma vantagem do uso de lítio, emsubstituição ao mercúrio, Hg, na fabricação de marcapasso.17.(Bahiana-2010.2) ( ) Os compostos de cádmio e acetato de mercúriosão eliminados do corpo pelo suor e pela urina, não acarretando danosao indivíduo.18.( ) Energia química se transforma em energia elétrica durante adescarga de uma bateria.19.
  8. 8. 20.( ) O cátodo da pilha de hidrogênio, representado pela semi-equaçãoé onde ocorre a redução do oxigênio21. ( ) Uma vantagem do uso do hidrogênio em células de combustívelpara produzir energia é que esse gás, tendo densidade igual a0,071g/mL nas condições padrão, pode ser armazenado em recipientespequenos.22.A energia elétrica, para consumo da população, é produzida a partir degeradores elétricos, movidos por queda de água, por motor a diesel oupor vapor de água a alta pressão ou, em menor escala, a partir de pilhase baterias utilizadas em computadores, calculadoras, câmaras de video efilmadoras. A grande vantagem das pilhas e das baterias é que sãoportáteis e acondicionam energia elétrica, embora de alto custo.Entretanto, pilhas e baterias, quando descartadas de modo inadequado,representam perigo à saúde e ao meio ambiente, em razão da naturezatóxica das substâncias usadas na sua fabricação, a exemplo do cádmio,do níquel, do mercúrio e de seus compostos.A partir da análise dessas informações,• identifique a forma de energia transformada em energia elétrica naspilhas e baterias;• identifique o sentido do fluxo de elétrons entre o cátodo e o ânodo naspilhas e nas baterias;• apresente duas maneiras de evitar a contaminação do meio ambiente,provocada pelo descarte inadequado de pilhas e de baterias.
  9. 9. 23.Uma scooter movida a célula de combustível foi uma das atrações daFeira Industrialde Hannover, na Alemanha. [...]O veículo é equipado com váriassoluções para célula de combustível [...]incluindo placas bipolares,vedações, trocadores de calor, bombas elétricas de água eválvulas.(SCOOTER.... In: A TARDE, 2004, p. 5).A célula de combustível de hidrogênio-oxigênio constitui um meio degerar e estocar energia elétrica de forma contínua, com eficiênciapróxima a 100%, enquanto o abastecimento de combustível for mantido.O ânodo e o cátodo dessa célula são confeccionados à base de níquelporoso, e o eletrólito é o hidróxido de potássio, KOH, em solução aquosaconcentrada.24.No dia 25 de novembro de 2007, uma parte da arquibancada do EstádioOtávio Mangabeira, a Fonte Nova, cedeu sob impacto de torcedores,durante uma comemoração, provocando grande tragédia. Uma dascausas do acidente foi o desgaste, pela corrosão, da estrutura de ferrodo concreto armado.Diariamente, a corrosão ocasiona estragos, muitas vezes invisíveis, emmilhões de construções, navios, veículos automotivos, dentre outros. Nomundo, calcula-se que 20% do ferro produzido destina-se à reposiçãodaquele que foi enferrujado. A corrosão do ferro é um processoeletroquímico complexo, em que ocorre a formação de diversoscompostos e a participação de impurezas existentes no material.Considerando-se os dados constantes da tabela representada acima, épossível compreender, de forma simplificada, esse processo.
  10. 10. A partir da análise dessas considerações, com base nos dados da tabelae admitindo que a ferrugem é constituída apenas por hidróxido de ferro(III),• determine a ddp da pilha formada entre o ferro e o oxigênio e identifiquese a corrosão do ferro é um processo espontâneo.• mencione um fator eletroquímico que condicionaram a corrosão daestrutura de ferro do concreto armado do Estádio Otávio Mangabeira.gabarito01.F 02.F 03.F 04.V 05.V 06.F-V 07.V 08.E 14.F 17.F 18.V 19.V 20.V21.F

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