Eletroquímica ii

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Eletroquímica ii

  1. 1. QUESTÕES DE MÚLTIPLA ESCOLHA QUESTÃO 01 Nas baterias de níquel-cádmio os princípios gerais são iguais aos da bateria de ácido-chumbo, porém, usam-se substâncias químicas diferentes. Podem ser recarregadas dezenas de vezes e devido a essa vantagem, tais baterias são usadas em instrumentos portáteis, como flashes, calculadoras, telefones sem fio e satélites espaciais. As reações que nela ocorrem são: Semi-reação no ânodo: Cd + 2 OH- → CdO + 2 H2O + 2 e- Semi-reação no cátodo: 2 e- + 2 Ni(OH)3 → 2 Ni(OH)2 + 2 OH- Relativo a esse tema todas as afirmativas abaixo estão corretas, EXCETO a) nas pilhas, o fluxo de elétrons para produção de energia ocorre espontaneamente. b) no ânodo, formado pelo metal cádmio, ocorre oxidação. c) com o funcionamento da pilha, haverá um aumento de massa no eletrodo de níquel e uma diminuição de massa no eletrodo de cádmio. d) fluxo de elétrons ocorre no sentido Ni → Cd. QUESTÃO 02 Para funcionar como fonte de energia, a pilha alcalina é constituída de uma barra de manganês Metálico eletroliticamente puro, imerso numa pasta de hidróxido de zinco. Dela são conhecidos os respectivos potenciais-padrão de redução. Mn2+ + 2 e- Mn0 E0 = -1,18 V Zn2+ + 2 e- Zn0 E0 = -0,76 V Considerando a pilha alcalina indique a alternativa INCORRETA. a) a equação global que ocorre é: zn0 + mn2+ → zn2+ + mn0 b) os elétrons fluem do manganês para o zinco. c) no ânodo, formado pelo metal mn, ocorre oxidação. d) com o funcionamento da pilha, haverá um aumento de massa no eletrodo de zn e uma diminuição de massa no eletrodo de Mn. QUESTÃO 03 A corrosão do ferro ou aço pode ser evitada quando utilizamos outro metal que apresenta uma maior tendência de perder elétrons. Esse metal se oxida e evita a corrosão do ferro, sendo, por isso, chamado de metais de sacrifício. O quadro a seguir apresenta os potenciais-padrão de redução para algumas semi-reações. Mg2+ + 2 e- → Mg0 E0 = - 2,37 V Fe2+ + 2 e- → Fe0 E0 = - 0,44 V Ni2+ + 2 e- → Ni0 E0 = - 0,25 V Sn2+ + 2 e- → Sn0 E0 = - 0,14 V 1
  2. 2. Considerando essas informações, todas as afirmativas abaixo são corretas, EXCETO a) para proteção de uma tubulação de ferro de um oleoduto, é mais aconselhável usar revestimento de magnésio do que de estanho. b) revestimento de uma lata é feito com estanho, mas se a lata é riscada, o ferro sofre corrosão rapidamente. c) o metal de sacrifício deverá apresentar o potencial de oxidação menor que o do metal que irá proteger. d) em uma pilha formada de eletrodos de magnésio e níquel, o magnésio é o ânodo porque sofre oxidação. QUESTÃO 04 O fósforo branco (P4) é uma substância muito empregada para finalidades bélicas, na confecção de bombas incendiárias e granadas luminosas. Ele é obtido pelo aquecimento, em forno elétrico, de fosfato de cálcio, areia e coque. A equação química ( não-balanceada ) é: Ca3(PO4)2 + SiO2 + C → CaSiO3 + CO + P4 Os coeficientes estequiométricos da equação são: a) 1, 3, 2, 3, 2 e 1 b) 2, 6, 10, 6, 10 e 1 c) 2, 6, 10, 6, 8 e 1 d) 1, 3, 5, 3, 5 e 1 QUESTÃO 05 Uma solução aquosa de iodeto de potássio foi colocada numa placa de Petri. Adicionaram-se algumas gotas de fenolftaleína e a solução permaneceu incolor. Dois eletrodos de grafita, ligados a uma bateria, foram colocados em contato com a solução. Aparece, então, uma turvação marrom num dos eletrodos; no outro, aparecem bolhas e a solução se torna vermelha. A equação correspondente é: KI(aq) + H2O(l) → KOH(aq) + ½ I2(s) + ½ H2(g) Sobre esse experimento, pode-se afirmar que a) a cor marrom decorre da presença de OH- . b) a cor vermelha indica a formação de iodo. c) as bolhas são devido à ebulição da água. d) o gás desprendido é inflamável. QUESTÃO 06 O alumínio metálico é obtido mediante a eletrólise ígnea da bauxita, minério constituído principalmente por óxido de alumínio. A reação catódica pode ser representada pela equação: Al3+ (l) + 3 e- → Al(l) Que massa de alumínio, em gramas, será produzida pela passagem de 1 mol de elétrons? a) 27,0 b) 13,5 2
  3. 3. c) 9,00 d) 4,50 QUESTÃO 07 “Gelo-seco” é o nome popular do CO2 sólido. Nas condições ambientes esse material sofre sublimação, isto é, passa diretamente do estado sólido para o estado gasoso. Nesse processo são rompidas a) ligações covalentes. b) ligações iônicas. c) interações tipo ligações de hidrogênio. d) interações tipo dipolo instantâneo-dipolo induzido. QUESTÃO 08 A água, a amônia e o metano têm massas moleculares muito próximas, apesar disso, a água apresenta ponto de ebulição muito mais elevado que o da amônia e do metano. Essas observações experimentais podem ser explicadas porque a) a água possui moléculas polarizadas que apresentam ligações de hidrogênio aumentando a força de coesão entre suas moléculas. b) todos os três compostos são covalentes, porém a amônia e o metano apresentam moléculas polares. c) a água apresenta ligações iônicas que são mais fortes que as ligações covalentes existentes na amônia e no metano. d) as moléculas de água apresentam ligações covalentes oxigênio-hidrogênio que são facilmente rompíveis. QUESTÃO 09 As auxinas correspondem a um grupo de substâncias que agem no crescimento das plantas e controlam muitas outras atividade fisiológicas. Foram os primeiros hormônios descobertos nos vegetais. A auxina natural do vegetal é o ácido indolacético (AIA) , um composto orgânico simples com a seguinte fórmula estrutural: 3 CH2-COOH N
  4. 4. Qual sua fórmula molecular? a) C10H11O2N b) C10H9O2N c) C11H8ON d) C10H11ON QUESTÃO 10 A acrilonitrila, H2C=CH-CN, matéria prima usada na obtenção de fibras têxteis, tem cadeia carbônica a) acíclica e homogênea. b) aberta e heterogênea. c) acíclica e ramificada. d) cíclica e insaturada. QUESTÕES ABERTAS QUESTÃO 01 Uma alternativa promissora para os motores de combustão são as celas de combustível que permitem, entre outras coisas, rendimentos de até 50% e operação em silêncio. Uma das promissoras celas de combustível é a de hidrogênio, mostrada no esquema abaixo: Motor elétrico Eletrodos 4 H - + X Y Reagentes Produtos
  5. 5. Membrana polimérica permeável a H+ Nessa cela, um dos compartimentos é alimentado por hidrogênio gasoso, e outro, por oxigênio gasoso. As semi-reações que ocorrem nos eletrodos é dada pelas equações: Ânodo: H2(g) = 2 H+ + 2 e- Cátodo: O2(g) + 4 H+ + 4 e- = 2 H2O a) Por que se pode afirmar, do ponto de vista químico, que essa cela de combustível é “não- poluente”? b) Qual dos gases deve alimentar o compartimento X? Justifique. c) Que proporção de massa entre os gases você usaria para alimentar a cela de combustível? Justifique. QUESTÃO 02 Um talher de alumínio ou mesmo uma embalagem que contenha revestimento de alumínio ao encostar em uma obturação metálica (amálgama de mercúrio e prata) provoca uma pequena dor fina. O que ocorre é o resultado de uma corrente elétrica produzida pela pilha formada pelo alumínio e a obturação. Os potenciais de redução dessa redação é: Al3+ + 3 e- → Al0 E0 = -1,66 V Hg2+ + 2 e- → Hg0 E0 = +0,85 V Auxiliado por essas informações julgue os itens a seguir. 1. Caso o manganês na semi-reação Mn2+ + 2 e- → Mn0 E0 = -1,18 V substitua o alumínio, a dor fina será sentida com maior intensidade. 2. O potencial dessa reação é E0 = +0,81 V, significando tratar-se de um processo espontâneo. 3. Durante o processo de galvanização de uma lâmina de zinco, é mais aconselhável revesti-la com alumínio ao invés de manganês. 4. A saída de elétrons ocorre no sentido do alumínio para o mercúrio. QUESTÃO 03 Um tipo de bafômetro usado pela polícia rodoviária para medir o grau de embriaguês dos motoristas consiste em uma pilha eletroquímica que gera corrente na presença de álcool (no ar expirado) devido a reação: 2 CH3CH2OH(g) + O2(g) → 2 CH3CHO + 2 H2O(l) O “suspeito” sopra através de um tubo dentro do aparelho onde ocorre, se o indivíduo estiver alcoolizado, a oxidação do etanol à etanal e a redução do oxigênio à água, em meio ácido e em presença de catalisador (platina). a) Sabendo-se que a semi-reação que ocorre em um dos eletrodos é: 5 Reagentes Produtos
  6. 6. CH3CH2OH → CH3CHO + 2 H+ + 2 e- escreva a semi-reação que ocorre no outro eletrodo. b) Sendo E0 1 e E0 2, respectivamente, os potenciais padrão de redução, em meio ácido, dos eletrodos (CH3CHO, CH3CH2OH) e (O2, H2O), para que a reação da pilha ocorra é necessário que E0 1 seja maior ou menor que E0 2? Explique. QUESTÃO 04 Dada a equação de reação: K2Cr2O7 + H2O + S → SO2 + KOH + Cr2O3 a) Determine os coeficientes das substâncias nelas envolvidas b) Indique qual das substâncias atua como oxidante e qual atua como redutora. QUESTÃO 05 Galvanização tem origem no nome do cientista italiano Luigi Galvani (1737 – 1798). É o processo no qual uma peça metálica recebe um revestimento de outro metal, através da eletrólise aquosa de um sal. A peça deve ser colocada no cátodo e o sal deve conter o íon metálico que se deseja depositar. Os potenciais de redução de alguns metais são dados a seguir: Fe2+ + 2 e- → Fe0 E0 = -0,44 V Zn2+ + 2 e- → Zn0 E0 = -0,76 V Cu2+ + 2 e- → Cu0 E0 = +0,15 V Auxiliado por essas informações, julgue os itens que se seguem. 1. A galvanização é um processo espontâneo de deposição de um metal sobre o outro. 2. Na possibilidade de se proteger uma tubulação de ferro pela oxidação com o oxigênio do ar, é mais aconselhável que se faça revestimento com cobre em vez de zinco. 3. Na eletrólise formada por eletrodos de cobre e zinco, elétrons fluem do eletrodo de zinco para o eletrodo de cobre. 4. Dos metais apresentados acima, o cobre é o melhor oxidante. 5. A variação do potencial entre o zinco e o cobre corresponde a ∆E = +0,32 V. QUESTÃO 06 O cobre metálico, para ser utilizado como condutor elétrico precisa ser purificado, o que se consegue por meio da eletrólise. Nesse processo os íons cobre (II) são reduzidos no cátodo, a cobre metálico, segundo a semi-reação: Cu2+ (aq) + 2 e- → Cu0 (s) Calcule a massa de cobre que se obtém por mol de elétrons que atravessa a cuba eletrolítica. 6
  7. 7. QUESTÃO 07 Embora a aluminotermia (redução do metal, na forma de óxido, usando alumínio metálico como redutor) não seja usada para obter ferro metálico, quando o óxido de ferro (III) e alumínio reagem, é liberada tamanha quantidade de energia que esse processo é usado para soldar, por exemplo, trilhos de trem (a temperatura pode chegar a 3.0000 C). Equacione essa reação (conhecida como reação “termite”). QUESTÃO 08 As ligações de hidrogênio, formadas entre moléculas de água, HOH, podem ser representadas por: O O H H H H O H H O O H H H H Com base nesse modelo, represente as ligações de hidrogênio que existem entre moléculas de amônia, NH3. QUESTÃO 09 Considere os processos I e II, representados pelas equações: NaOH(s) Na+ (g) + OH- (g) Na+ (g) + O- (g) + H(g) Indique quais as ligações que são quebradas em cada um desses processos. QUESTÃO 10 Na putrefação das proteínas formam-se, entre outras substâncias, o indol e o escatol, cujas fórmulas estruturais aparecem a seguir. Essas substâncias são encontradas nas fezes humanas, sendo responsáveis, em parte, pelo seu odor. CH3 7 I II N
  8. 8. H H Indol Escatol Classifique a cadeia carbônica de cada substância assinalada. GABARITO – QUESTÕES DE MÚLTIPLA ESCOLHA QUESTÃO 01: D QUESTÃO 06: C QUESTÃO 02: A QUESTÃO 07: D QUESTÃO 03: C QUESTÃO 08: A 8 N
  9. 9. QUESTÃO 04: B QUESTÃO 09: B QUESTÃO 05: D QUESTÃO 10: A GABARITO – QUESTÕES ABERTAS QUESTÃO 01 a) É devido ao fato dessa cela de combustível produzir a substância água exclusivamente. b) X está no compartimento correspondente à carga negativa, isto é, a quem fornecerá os elétrons, quem sofrerá a oxidação, portanto, o gás hidrogênio. c) Para 1 mol de oxigênio (massa = 32 g) precisaremos 2 mols de hidrogênio (massa = 4g). Assim para cada grama de hidrogênio precisaremos 8 gramas de oxigênio. QUESTÃO 02 Certos: (3) e (4). Errados: (1) e (2). QUESTÃO 03 a) ½ O2 + 2 H+ + 2 e- → H2O b) E0 2 > E0 1 para que ocorra a redução no eletrodo e, assim, ocorra oxidação no outro eletrodo. QUESTÃO 04 a) 2K2Cr2O7 + 2H2O + 3S → 3SO2 + 4KOH + 2Cr2O3 b) oxidante: K2Cr2O7 redutor: S QUESTÃO 05 Certos: (3), (4) e (5). Errados: (1) e (2). QUESTÃO 06 9
  10. 10. 32 g QUESTÃO 07 Fe2O3 + 2 Al → 2 Fe + Al2O3 QUESTÃO 08 H H H N N N H H H H H H H QUESTÃO 09 Processo I = ligação iônica. Processo II = ligação covalente entre o H e o O. QUESTÃO 10 Indol – Fechada, heterogênea, insaturada e aromática. Escatol – Mista, heterogênea, insaturada e aromática 10

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