The present tenses

Especfica de QumicaPilha de DaniellProfessor:XUXU

DATA: 13/ 04 / 2015QUMICA

Pilha de Daniell

Pilha eltrica, clula galvnica, pilha galvnica ou ainda pilha voltaica um dispositivo que utiliza reaes de xido-reduo para converter energia qumica em energia eltrica. A reao qumica utilizada ser sempre espontnea.

Vale Revisar:Oxidaco: perda de eltrons;Reduo: ganho de eltrons;Agente Oxidante: espcie que reduz;Agente Redutor: espcie que oxida.Oxidantes diminuio do nox ganha eltronsRedutores aumento do nox perde eltronsSemireaes: Demostram o ganho/perda de eltrons Potencial padro (E)Por conveno foi escolhido o eletrodo de hidrognio H2 / 2H+ como eletrodo padro. Esse eletrodo possui potencial de oxidao e/ou reduo igual a ZEROH2 2H+ + 2e E0 = 0,00 V2H+ + 2e H2 E0 = 0,00 V

Diferena de potencial(ddp/E) medida da intensidade de corrente eltrica, isto , a suafora eletromotriz (fem ou E) ou diferena de potencial (U ou ddp), valor dado em volts (V).

Clculo da ddp/E Exemplos:a)

b)

c)

d)

Esboo da Pilha

Exemplos:1)

2)

3)

4)

5)

Exerccios:01 - (ACAFE SC/2014) Considere as semi-reaes abaixo e assinale a alternativa que contm os agentes oxidantes em ordem de fora decrescente.Cr2O72 (aq) + 14H+(aq) + 6e 2Cr3+(aq) + 7H2O(l) E = 1,33vMnO4 (aq) + 8H+(aq) + 5e Mn2+(aq) + 4H2O(l) E = 1,49vPb2+(aq) + 2e Pb(s) E = 0,13v

a)Pb < Cr3+< Mn2+b)MnO4< Cr2O72 < Pb2+c)Pb > Cr3+> Mn2+d)MnO4 > Cr2O72> Pb2+

02 - (UNIRG TO/2014) Uma clula eletroqumica foi construda baseada nas semirreaes apresentadas a seguir.

Ni2+ (aq) + 2e Ni (s) Eo = 0,26 V

Ag+ (aq) + 1e Ag (s) Eo = +0,80 VConsiderando-se as informaes fornecidas, conclui-se que o potencial padro da clula de:a)+1,06 Vb)1,06 Vc)+0,54 Vd)0,54 V

03 - (UDESC SC/2014) Na odontologia o amlgama, que composto basicamente por uma mistura slida na qual o mercrio, a prata e o estanho so combinados, foi um material muito utilizado para preenchimento de cavidades dentais. Quando uma pessoa, que tem restaurao dentria base de amlgama, morde acidentalmente um pedao de alumnio que embalava uma bala, esta pessoa sentir uma dor aguda em funo da pilha criada no interior da boca, tendo o alumnio e o amlgama como eletrodos e a saliva como eletrlito. Considere as semirreaes a seguir:Al3+(aq) + 3e Al(s) Eo = 1,68 VI.3Hg22+(aq) + 4Ag(s) + 6e 2Ag2Hg3(s) Eo = +0,85 V II.Sn2+(aq) + 3Ag(s) + 2e Ag3Sn(s) Eo = 0,05 V III.8Sn2+(aq) + Hg(s) + 16e Sn8Hg(s) Eo = 0,13 V Assinale a alternativa que contm os potenciais das reaes galvnicas geradas ao combinar alumnio metlico com as semirreaes I, II e III, respectivamente. a)+0,83 V; 1,63 V; 1,55 V b)+0,83 V; +1,73 V; +1,81 V c)+2,53 V; +1,63 V; +1,55 V d)+2,53 V; +1,73 V; +1,81 V e)0,83 V; +1,63 V; +1,55 V

04 - (UDESC SC/2014) Analise as proposies em relao a um experimento de eletroqumica. I.Em uma reao de xidorreduo que ocorre espontaneamente, os eltrons so transferidos de uma espcie qumica com maior potencial de reduo para outra com menor potencial de reduo. Portanto, ao calcularmos a diferena de potencial da clula, chega-se a um valor positivo. II.Uma medida de potencial eletroqumico considera o uso de um eletrodo padro de hidrognio (EPH). Se a semicela H+/H2 atuar como nodo, a semirreao ser a de oxidao de H2 a H+ e, se atuar como ctodo, ser a de reduo de H+ a H2. III.Uma das formas de evitar o acmulo de cargas eltricas nas solues catdicas e andicas o uso de uma ponte salina. O excesso de nions ou ctions gerados nas reaes eletroqumicas compensado pela migrao de ons provenientes da ponte salina. Assinale a alternativa correta. a)Somente a afirmativa II verdadeira. b)Somente as afirmativas I e II so verdadeiras. c)Somente as afirmativas I e III so verdadeiras. d)Somente as afirmativas II e III so verdadeiras. e)Todas as afirmativas so verdadeiras.

05 - (PUC SP/2014) Dado: Todas as solues aquosas citadas apresentam concentrao 1 mol.L1 do respectivo ction metlico.A figura a seguir apresenta esquema da pilha de Daniell:

Nessa representao o par Zn/Zn2+ o nodo da pilha, enquanto que o par Cu2+/Cu o ctodo. A reao global representada por:

Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s) E = 1,10 VAo substituirmos a clula contendo o par Zn/Zn2+ por Al/Al3+, teremos a equao

2 Al(s) + 3Cu2+(aq) 2 Al3+(aq) + 3 Cu(s) E = 2,00 VUma pilha utilizando as clulas Al/Al3+ e Zn/Zn2+ melhor descrita por

06 - (IFGO/2014) Da ltima vez que fiz lasanha, pus as sobras na geladeira, dentro de um recipiente de ao inoxidvel, coberto com papel de alumnio. Quando a retirei da geladeira para aquecer, notei que havia buraquinhos no papel laminado, onde o alumnio tocou a lasanha. Tratase de alguma reao qumica? Se for assim, o que estar a lasanha fazendo com o nosso estmago?WOLKE, R. L. O que Einstein disse a seu cozinheiro, Rio de Janeiro, Jorge Zahar, 2003. [Adaptado]Em relao ao trecho acima, indique a alternativa correta quanto ao fenmeno que ocorreu com o papel de alumnio.

a)Substncias cidas presentes no molho de tomate da lasanha reduziram os tomos de alumnio do papel, promovendo seu escurecimento.b)O alumnio, em contato simultneo com o metal do recipiente e o molho de tomate, o meio condutor de eltron, formaram uma pilha, onde ocorreu uma reao de xido reduo de forma espontnea.c)Substncias alcalinas, presentes no molho de tomate da lasanha, reagiram com tomos de alumnio do papel, promovendo seu escurecimento.d)Isso ocorreu porque o alumnio no um material adequado para estar em contato com os alimentos de uma forma geral.e)A formao desses buracos no papel de alumnio teria ocorrido de forma mais severa se o recipiente utilizado para acondicionar a lasanha fosse tambm de alumnio. Assim, todo o alimento estaria envolvido com este elemento, aumentando a superfcie de contato para acelerar a reao.

07 - (UEPA/2014) Um professor, ensinando aos alunos de sua sala de aula os clculos de uma pilha galvnica sugeriu que eles estudassem as duas equaes dadas abaixo, para melhor entender a espontaneidade das reaes. Desse modo solicitou aos alunos que calculassem o potencial padro da reao global. De posse desses dados correto afirmar que o valor da fora eletromotriz da pilha :Equao 1: Mg2+ + 2e Mg(s) E0 = 2,38 VEquao 2: Al3+ + 3e Al(s) E0 = 1,67 Va)2,38 Vb)+2,38 Vc)+0,71 Vd)+4,05 Ve)0,71 V

08 - (UFPE/2014) O esquema a seguir representa uma pilha montada com eletrodos dos metais A e B. Como pode ser observado no esquema, ocorre aumento de massa do metal A com concomitante desgaste do metal B.

Com base na pilha representada, analise as proposies abaixo.00.O fluxo de eltrons no fio externo do metal A para o metal B. 01.A reao B(s) + A+(aq) B+(aq) + A(s) possui G 0. 02.O eletrodo do metal B atua como nodo, sendo a semirreao: B(s) B+ (aq)+ 1e 03.A semirreao A+(aq) + 1e A(s) possui maior potencial padro de reduo que a semirreao B+(aq) + 1e B(s). 04.A concentrao de A+(aq) diminui durante o funcionamento da pilha.

09 - (UECE/2013) Alessandro Volta (1745-1827) inventou, em 1800, o primeiro gerador eltrico de corrente contnua, empilhando alternadamente discos de zinco e de cobre separados por pedaos de tecidos embebidos em soluo de cido sulfrico. Com estas informaes e conhecendo os potenciais padres de reduo do zinco e do cobre a 25C, indicados na tabela abaixo, assinale a nica afirmao verdadeira.

a)O zinco o ctodo onde ocorre a reduo.b)O cobre o nodo que libera eltrons.c)A diferena de potencial da pilha , teoricamente, 0,42 volts.d)O cido sulfrico funciona como eletrlito.

10 - (IFGO/2013) De acordo com a pilha formada pelas semi-reaes,E0oxi Mg0 / Mg2+ = + 2,370 V e E0oxi Cr0 / Cr3+ = +0,740 V, correto afirmar quea)os eltrons saem de Cr0 / Cr3+ para Mg2+ / Mg0.b)Cr3+ / Cr0 o polo negativo.c)Mg0 / Mg2+ o anodo.d)o magnsio sofre reduo.e)o Cr0 o agente redutor.

11 - (Unimontes MG/2013) A escala abaixo representa os potenciais (E) dos eletrodos em relao ao eletrodo padro de hidrognio (EPH) em que atribudo valor zero volts (v) meia-reao H+/H2.

Em relao s informaes, assinale a alternativa INCORRETA.a)O zinco sofre uma reduo catdica em uma pilha constituda pelas meias-reaes H+/ H2 e Zn2+/Zn.b)A diferena de potencial, E, para uma pilha formada pelos pares Zn2+/Zn e Cl2/Cl, igual a 2,122V.c)O eletrodo de calomelano de referncia e baseia-se na reao Hg2Cl2(s) + 2e 2Hg(l) + 2Cl.d)A pilha de Daniel formada pelos pares Zn2+/Zn e Cu2+/Cu, e o eletrodo de zinco constitui o anodo.

12 - (UERJ/2013) Considere uma reao de oxirreduo espontnea entre as espcies qumicas presentes nas seguintes semirreaes de reduo:

Calcule o potencial-padro, em volts, da reao de oxirreduo.

13 - (FGV SP/2013) Baterias de ltio so o principal componente dos mais recentes carros eltricos ou hbridos com motor a gasolina, que j esto em testes em So Paulo. Sobre o funcionamento da bateria de ltio na gerao de energia eltrica, correto afirmar que no anodo ocorre a reao dea)reduo; o polo positivo o catodo e a sua ddp positiva.b)reduo; o polo negativo o catodo e a sua ddp negativa.c)oxidao; o polo negativo o catodo e a sua ddp positiva.d)oxidao; o polo positivo o catodo e a sua ddp negativa.e)oxidao; o polo positivo o catodo e a sua ddp positiva.

14 - (UFAC/2010) Atualmente, as pilhas alcalinas tm sido largamente utilizadas devido durabilidade que possuem. Depois de usadas, essas pilhas tm sido, usualmente, descartadas em aterros sanitrios ou lixes, onde ficam expostas ao sol e chuva. Com isso, ocorre a degradao e decomposio dos invlucros das pilhas, liberando metais pesados e outros componentes txicos, que so introduzidos no solo e no meio aqutico. Esses compostos txicos so fonte de contaminao ao homem e a outros animais, devido a bioacumulao, atravs de cadeia alimentar. Um exemplo de pilha alcalina a de zinco-mangans, representada pela reao:

2 MnO2(s) + H2O(l) + 2e- Mn2O3(s) + 2 OH- (aq)

Zn(s) + 2 OH-(aq) Zn(OH)2(s) + 2e-Sobre essa pilha, incorreto afirmar que:a)o eletrodo de Zn o anodo.b)o Zn o agente redutor.c)o eletrodo de MnO2 o catodo.d)o eletrodo de Zn o catodo.e)o Mn o agente oxidante.

15 - (UFS/2008) O amlgama dentrio, uma soluo slida de prata e estanho em mercrio, usado para preencher cavidades de dentes. Duas das semi-reaes que podem ocorrer neste preenchimento so:

Com relao a essas semi-reaes, correto afirmar que:a)ambas so semi-reaes de oxidao.b)ambas so semi-reaes de reduo.c)ambas so semi-reaes de oxirreduo.d)apenas a primeira uma semi-reao de reduo.e)apenas a segunda uma semi-reao de oxidao.

16 - (UCS RS/2013) A bateria de armazenamento de chumbo usada em automveis consiste de placas de chumbo metlico e xido de chumbo IV, imersas em uma soluo aquosa de cido sulfrico. O funcionamento de cada placa pode ser descrito pela equao da reao global representada abaixo.

PbO2(s) + Pb(s) + 4H+(aq) + 2SO42(aq) 2PbSO4(aq) + 2H2O(l)

Com base nessas informaes, correto afirmar que, na bateria automotiva,

a)ocorre a oxidao do PbO2 durante o processo de descarga.b)so produzidos aproximadamente 2 V em cada placa, durante o processo de descarga.c)ocorre a reduo do chumbo metlico durante o processo de recarga.d)durante o processo de recarga, em cada placa, esto envolvidos 4 eltrons.e)ocorre a reduo do on H+ durante o processo de descarga.

17 - (UEPA/2013) A bateria de NquelCdmio, a qual muito utilizada nos equipamentos eletrnicos atuais, possui as seguintes semi-reaes:Cd(OH)2(s) + 2e Cd(s) + 2OH(aq) E = 0,81 VNi(OH)3(s) + e Ni(OH)2(s) + OH(aq) E = ?Sabendo-se que a fora eletromotriz (FEM) da reao global igual a + 1,30 V, correto afirmar que o valor do potencial padro (E) da semi-clula de Nquel :a)+ 0,81 Vb)2, 60Vc)+ 1,30 Vd)0,49 Ve)+ 0,49 V

18 - (UFG GO/2009) A bateria recarregvel mais comum, utilizada atualmente em automveis, a bateria de chumbo. Esta bateria pode ser representada pelas seguintes semireaes de reduo:

PbSO4(s) + 1e Pb(s) + SO(aq) E = 0,356 V

PbO2(s) + SO(aq) + 4H+ + 2e PbSO4(s) + 2H2O E = +1,689 V

Considerando o exposto, para se gerar um potencial de aproximadamente 12 V, deve-se utilizara)5 clulas galvnicas ligadas de forma mista.b)6 clulas galvnicas ligadas em paralelo.c)6 clulas galvnicas ligadas em srie.d)9 clulas galvnicas ligadas em paralelo.e)9 clulas galvnicas ligadas em srie.

19 - (UEL PR/2012) Baterias de on-ltio empregam o ltio na forma inica, que est presente no eletrlito pela dissoluo de sais de ltio em solventes no aquosos. Durante o processo de descarga da bateria, os ons ltio deslocam-se do interior da estrutura que compe o anodo (grafite) at a estrutura que compe o catodo (CoO2), enquanto os eltrons se movem atravs do circuito externo (Fig. 31).

Neste processo, o cobalto sofre uma alterao representada pela equao a seguir.

CoO2(s) + + 1e Com base no enunciado, assinale a alternativa correta.a)Durante a descarga, o nmero de oxidao do cobalto aumenta.b)O cobalto recebe eltrons, para haver a recarga da bateria.c)No catodo, o cobalto reduzido durante a descarga.d)O on de ltio se desloca para o catodo, durante a descarga, devido atrao magntica.e)O solvente utilizado entre os polos deve ser um lquido orgnico apolar.

20 - (UNIFOR CE/2011) Veculos como o Mercedes Benz F-cell, modelo 2011, so veculos eltricos alimentados por clulas de combustvel, que apresentam um rendimento energtico (74 km por kg de hidrognio) superior aos veculos convencionais, ao mesmo tempo contribuindo para minimizar as emisses causadoras do efeito estufa. Vrias tecnologias de clulas de combustvel esto em desenvolvimento. Uma delas emprega eletrodos de grafite poroso contendo catalisadores especficos, imersos em um eletrlito que contm hidrxido de potssio aquoso. O hidrognio armazenado em tanques e o oxignio capturado do ar atmosfrico. Nesta clula ocorrem as seguintes semirreaes:

2 H2(g) + 4 OH-(aq)4 H2O(l) + 4 e-Eo = + 0,828 V

O2(g) + 2 H2O(l) + 4 e-4 OH-(aq)Eo = + 0,401 V

Sobre as clulas aqui descritas, podemos afirmar que:

a)Os eltrons fluem sempre do catodo para o anodo atravs do circuito externo.b)A fora eletromotriz da clula igual a 1,229 V durante todo o funcionamento da clula.c)A concentrao do eletrlito decai ao longo do funcionamento da clula.d)A clula gera uma tenso de 0,424 V por mol de hidrognio consumido.

e)A semi-reao 2 H2(g) + 4 OH-(aq)4 H2O(l) + 4 e-, ocorre no ctodo e a semi-reao O2(g) + 2 H2O(l) + 4 e-4 OH-(aq) ocorre no nodo.

21 - (UECE/2014) Para minimizar os efeitos da corroso nas chapas de ferro do casco de um navio, so fixadas plaquetas de um metal metal de sacrifcio ou eletrodo de sacrifcio que oxidado em seu lugar. Na comparao com as caractersticas do ferro, o metal de sacrifcio mais indicado aquele que apresenta

a)menor eletronegatividade.b)menor poder de reduo.c)maior condutibilidade eltrica.d)maior tenacidade.

22 - (ESCS DF/2012) Uma maneira de proteger estruturas metlicas da corroso em ambientes midos lig-las eletricamente a metais com potenciais de oxidao maiores do que o do metal da estrutura. O metal com maior potencial de oxidao oxida-se preferencialmente (nodo de sacrifcio) ao metal da estrutura, protegendo-a da corroso (proteo catdica). Para testar quais metais protegem o ferro, em cada um de trs tubos de ensaio contendo gua, foi colocado um prego de ferro com um fio metlico enrolado em torno de si de acordo com o esquema:tubo 1 - fio de cobre, tubo 2 - fio de chumbo, tubo 3 - fio de zinco. Os potenciais padres de reduo dos metais envolvidos so:

Cu2+(aq) + 2 e Cu(s) = +0,34 V

Pb2+(aq) + 2 e Pb(s) = 0,13 V

Fe2+(aq) + 2 e Fe(s) = 0,44 V

Zn2+(aq) + 2 e Zn(s) = 0,76 VPodemos prever que ocorrer proteo do ferro: a)apenas no tubo 1; b)apenas no tubo 2; c)apenas no tubo 3; d)nos tubos 1 e 2; e)nos tubos 2 e 3.

23 - (UFG GO/2011) A corroso um processo de xido-reduo que ocorre em metais. Este problema frequentemente observado em canalizaes de gua e lataria de automveis. Em automveis, por exemplo, a lataria (constituda de ferro) oxidada facilmente quando exposta maresia. A corroso pode ser evitada pelo uso de revestimentos de proteo, como tintas, graxas ou alguns metais de sacrifcio, tornando a lataria mais resistente ao processo oxidativo. A tabela a seguir apresenta as semirreaes e o potencial padro (E) para cinco metais.

De acordo com os dados apresentados, conclui-se que os metais mais indicados para proteger o ferro e, consequentemente, retardar sua corroso so:a)Mg e Pbb)Mg e Znc)Zn e Pbd)Sn e Mge)Sn e Pb

Gigantes reservas de petrleo foram encontradas recentemente no Brasil. Essas reservas situam-se em regies de grandes profundidades em guas ocenicas e abaixo de uma camada de sal, por isso, denominadas de pr-sal. Com a explorao dessas reservas, o Brasil aumentar significativamente a produo de petrleo. Aps a extrao, o petrleo transportado at as refinarias, onde passar por uma srie de processos de purificao denominada de refino, em que o petrleo entra na fornalha, aquecido e segue para a torre de destilao, onde sero separadas as diversas fraes.

24 - (UFPB/2010) A corroso uma preocupao nos projetos envolvendo transporte de petrleo via oleodutos (tubulaes de ao). Uma forma de prevenir a corroso dessas tubulaes conectar a elas uma barra de metal que se oxida mais facilmente que o ao, a qual funciona como eletrodo de sacrifcio. No esquema a seguir, o metal do eletrodo de sacrifcio o magnsio.

Considerando essas informaes, correto afirmar:

a)O magnsio o anodo, que recebe o fluxo de eltrons.b)O magnsio o anodo, de onde sai o fluxo de eltrons.c)O magnsio o catodo, de onde sai o fluxo de eltrons.d)A tubulao de ao o anodo, que recebe o fluxo de eltrons.e)A tubulao de ao o catodo, de onde sai o fluxo de eltrons

GABARITO: 1) Gab: D2) Gab: A3) Gab: C4) Gab: D5) Gab: E6) Gab: B7) Gab: C8) Gab: FVVVV9) Gab: D10) Gab: C11) Gab: A12) Gab: E = 0,1 V13) Gab: E14) Gab: D15) Gab: B16) Gab: B17) Gab: E18) Gab: C19) Gab: C20) Gab: B21) Gab: B22) Gab: C23) Gab: B24) Gab: B

1

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