lista 2: Pilhas

1. Com o passar do tempo, objetos de prata geralmente adquirem manchas escuras que são películas de sulfeto de prata (Ag₂S) formadas na reação da prata com compostos que contém enxofre encontrados em vários alimentos. Um dos processos para limpar o objeto escurecido consiste em colocá-lo em um recipiente de alumínio contendo água e detergente e aquecer até a fervura. O detergente retira a gordura do objeto facilitando a reação do alumínio da panela com o sulfeto de prata, regenerando a prata com seu brilho característico.

2 Al + 3 Ag₂S → Al₂S₃ + 6 Ag

Sobre o assunto relativo ao texto acima, escreva V para as afirmativas verdadeiras ou F para as afirmativas falsas.

( ) A prata ao adquirir manchas escuras sofre oxidação.

( ) Na reação entre alumínio e o sulfeto de prata, o alumínio é o ânodo do processo.

( ) A prata possui maior potencial de oxidação do que o alumínio.

( ) A presença do detergente na água diminui o potencial de oxidação do alumínio.

( ) O alumínio é menos reativo do que a prata.

2. Com base no diagrama da pilha:

Ba⁰ / Ba²⁺ // Cu ⁺ / Cu⁰

E nos potenciais-padrão de redução das semi-reacões:

Ba⁰ → Ba²⁺ + 2e–    E⁰ = –2,90 volt

Cu⁰ → Cu⁺¹ + 1e–    E⁰ = +0,52 volt

Qual a diferença de potencial da pilha:

a) + 2,38 volts. b) – 2,55 volts. c) + 3,42 volts. d) – 3,42 volts. e) – 2,38 volts.

3. Pilhas são dispositivos nos quais energia química é convertida em energia elétrica, através de reações de oxi-redução. Sendo dada a série eletroquímica em ordem crescente de reatividade como se segue: ouro, prata, cobre, hidrogênio, níquel, ferro, zinco e manganês, analise as afirmativas abaixo.

I. espécies químicas situadas antes do hidrogênio têm caráter anódico em relação as que os seguem;

II. a maior diferença de potencial (ddp) na série dos elementos zinco e manganês;

III. a energia química da pilha Zn-Ni é maior do que da pilha Zn-Fe.

Dentre as afirmativas acima marque a opção correta:

a) apenas I é verdadeira;                d) II e III são verdadeiras;

b) apenas II é verdadeira;              e) apenas III.

c) I e II são verdadeiras;

4. Os fabricantes e importadores estão obrigados, por lei, a recolher as baterias usadas em telefones celulares por conterem metais pesados como o mercúrio, o chumbo e o cádmio. Assinale a afirmativa correta.

a) esses três metais são classificados como elementos de transição;

b) esses metais são sólidos à temperatura ambiente;

c) os elementos de massa molar elevada são denominados de metais pesados;

d) a pilha que não contém metais pesados pode ser descartada no lixo doméstico;

e) a contaminação da água por metais pesados ocorre devido a sua grande solubilidade neste solvente.

5. A corrosão eletroquímica opera como uma pilha. Ocorre uma transferência de elétrons quando dois metais de diferentes potenciais são colocados em contato. O zinco ligado à tubulação de ferro, estando a tubulação enterrada – pode-se, de acordo com os potenciais de eletrodo –, verificar que o anodo é o zinco, que logo sofre corrosão, enquanto o ferro, que funciona como cátodo, fica protegido.

Dados: potenciais-padrão de redução em solução aquosa:

Temperatura = 25ºC; pressão = 1 atm; concentração da solução no eletrodo = 1,0 M

Semi reação Δ Eº (volt)

Zn²⁺ + 2e → Zn(s) – 0,763 V

Fe²⁺ + 2e → Fe(s) – 0,440 V

Assinale a equação global da pilha com a respectiva ddp da mesma:

a) Fe²⁺ + 2e → Zn²⁺ + 2e ΔE = + 0,232V

b) Zn + Fe²⁺ → Zn²⁺ + Fe ΔE = + 0,323V

c) Fe²⁺ + Zn → Zn + Fe²⁺ ΔE = – 0,323V

d) Fe + Zn → Zn²⁺ + Fe²⁺ ΔE = + 0,323V

6.Dados os metais: Zn, Ag, Au, Mg com seus respectivos potenciais de redução

(– 0,76v), (+ 0,80v), (+ 1,50v) e (– 2,73v); e sabendo-se que 2H+ + 2e– → H₂ E⁰ = 0,00 V:

a) indique os dois metais que têm possibilidade de reagir com ácidos para produzir hidrogênio (H₂);

b) escreva uma reação de deslocamento, possível, usando o ácido sulfúrico.

7. Sobre a pilha esquematizada abaixo, assinale o que for correto:

a) Seu funcionamento diminuiu a concentração de íons B³⁺.

b) O eletrodo B sofre oxidação.

c) O eletrodo A é denominado cátodo.

d) A equação global é dada por 2B_(s) + 3A²⁺_(aq) → 2B³⁺_(aq) + 3A_(s).

e) O eletrodo B sofre corrosão.

9. FUVEST-SP I e II são equações de reações que ocorrem em água, espontaneamente, no

sentido indicado, em condições padrão.

I. Fe + Pb²⁺ → Fe⁺² + Pb

II. Zn + Fe²⁺ → Zn²⁺ + Fe

Analisando tais reações, isoladamente ou em conjunto, pode-se afirmar que, em condições

padrão,

a) elétrons são transferidos do Pb²⁺ para o Fe.

b) reação espontânea deve ocorrer entre Pb e Zn²⁺.

c) Zn²⁺ deve ser melhor oxidante do que Fe²⁺.

d) Zn deve reduzir espontaneamente Pb²⁺ a Pb.

e) Zn²⁺ deve ser melhor oxidante do que Pb²⁺.

10. Um químico queria saber se uma amostra de água estava contaminada com um

sal de prata. Ag⁺ e para isso, mergulhou um fio de cobre, Cu, na amostra. Com relação a

essa análise, é correto afirmar que:

Dados: E0

Ag⁺= +0,80 V                               E⁰cu⁺² = +0,34 V

01. a amostra torna-se azulada e isso foi atribuído à presença de íons Cu⁺²;

02. a amostra doa elétrons para o fio de cobre;

04. o fio de cobre torna-se prateado devido ao depósito de prata metálica;

08. o fio de cobre doa elétrons para a amostra;

16. Ag⁺ é o agente oxidante da reação.

Dê, como resposta, a soma das alternativas corretas.

11. Os potenciais-padrão dos eletrodos de cobre e de prata são dados abaixo:

Cu⁺² + 2e– à Cu E⁰ = 0,34 V

Ag⁺ + e– à Ag E⁰ = 0,80 V

A respeito, julgue as afirmações.

( ) A semi-reação de redução na célula eletroquímica resultante da combinação desses

dois eletrodos será Cu⁺² + 2 e– → Cu(S).

( ) A reação e a voltagem da célula eletroquímica serão 2Ag⁺ + Cu(s) à 2Ag(s) + Cu⁺²  ΔE0 = 0,46 V.

 ( ) Se um fio de cobre for mergulhado numa solução de nitrato de prata, inicialmente

incolor, esta ficará azulada e haverá deposição de prata metálica sobre o fio.

12.Considerando a pilha Mg⁰ / Mg²⁺ / Fe²⁺ / Fe⁰ e sabendo que o magnésio cede elétrons espontaneamente para os íons Fe²⁺, é correto afirmar que:

a) o Mg⁰ é o oxidante.                            b) o Fe²⁺ se oxida.                   c) o Fe⁰ é o anodo.

d) a solução de Mg²⁺ se diluirá.                e) o eletrodo positivo ou catodo terá a sua massa aumentada.

13.O potencial padrão de redução de uma célula galvânica constituída por um eletrodo

de Ag e outro de Cu é 0,46 V. Nesta célula ocorre a seguinte reação:

2 Ag⁺ (aq) + Cu(s) → 2 Ag(s) + Cu²⁺ (aq)

Sabendo-se que o potencial de redução do par Cu²⁺/Cu⁰ é 0,34 V pode-se afirmar que o potencial de redução do par Ag⁺/Agº é:

a) 0,12 V            b) 0,24 V             c) 0,68 V        

 d) 0,80 V          e) 0,92 V

14. I. Zn/Zn²⁺(lmol/L) // Ag⁺(1mol/L)/Ag ΔE = +1,56 V

II. Zn/Zn²⁺(lmol/L) // Cu²⁺(1mol/L)/Cu ΔE = +1,10 V

III. Zn/Zn²⁺(lmol/L) // No²⁺(1mol/L)/Ni ΔE = +1,01 V

Considerando-se as pilhas com as suas respectivas diferenças de potencial, a 25ºC, é

correto afirmar:

a) Ocorre deposição de zinco nas três pilhas.      

 b) O zinco é oxidado apenas pela prata.

c) O níquel possui maior capacidade de receber elétrons.

d) A prata é o oxidante mais enérgico.                              

e) Apenas os eletrodos de Cu e Ni aumentam de massa.

15. Considere uma pilha de prata/magnésio e as semi-reações representadas abaixo, com seus respectivos potenciais de redução.

Mg²⁺ + 2e– → Mg E° = – 2,37 V

Ag¹⁺ + e– → Ag  E°= + 0,80 V

O oxidante, o redutor e a diferença de potencial da pilha estão indicados. respectivamente, em:

a) Mg, Ag⁺, + 3,17          d) Mg⁺², Ag, – 3,17

b) Mg, Ag⁺, + 3,97          e) Ag⁺, Mg, + 3,17

c) Ag⁺, Mg, + 1,57

16. Conhecidos os pontos normais de oxidação:

Zn → Zn⁺⁺ + 2 e– E^o = + 0,76 V                           Cu → Cu⁺⁺ + 2 e– E^o = – 0,34 V

Fe → Fe⁺⁺ + 2 e– E^o = + 0,44 V                            Ag → Ag⁺ + 1 e– E^o = – 0,80 V

considere as reações:

I. Fe ⁺ Cu⁺⁺ → Fe⁺⁺ + Cu                             II. Cu ⁺ Zn⁺⁺ → Cu⁺⁺ + Zn

III. 2Ag + Cu⁺⁺ → 2Ag⁺ + Cu                     IV. Zn + 2Ag⁺ → Zn⁺⁺ + 2 Ag

Dessas reações, na construção de pilhas, são utilizadas:

a) I e II                b) II e III             c) II e IV               d) I e IV              e) III e IV