Exercícios de Eletroquímica com resolução

1- (UNESP) O hidrogênio molecular obtido na reforma a vapor do etanol pode ser usado como fonte de energia limpa em uma célula de combustível, esquematizada a seguir

Neste tipo de dispositivo, ocorre a reação de hidrogênio com oxigênio do ar, formando água como único produto. Escreva a semi-reação que acontece no compartimento onde ocorre a oxidação (anodo) da célula de combustível. Qual o sentido da corrente de elétrons pelo circuito elétrico externo?


2- (PUC-MG) A bateria de níquel-cádmio é muito utilizada em filmadora, flashes, aparelhos portáteis, telefones. A reação global que ocorre durante a sua descarga é:

 Cd + NiO2 + 2H2O → Cd(OH)2 + Ni(OH)2

Sobre essa bateria, todas as afirmativas estão corretas, EXCETO: 

a) O níquel sofre abaixamento de seu número de oxidação. 
b) O NiO2 funciona como o redutor. 
c) O cádmio funciona como o ânodo da bateria. 
d) O hidrogênio não varia seu número de oxidação. 
e) O Cd sofre oxidação.

3- (PUC-MG) As pilhas de mercúrio são muito utilizadas em relógios, câmaras fotográficas, calculadoras e aparelhos de audição. As reações que ocorrem durante o funcionamento da pilha são:
Zn + 2OH(-) --> ZnO + H2O + 2e
HgO + H2O + 2e --> Hg + 2OH(-)

Sobre essa pilha, assinale a afirmativa INCORRETA:
a) O HgO funciona como o ânodo da pilha.
b) O zinco metálico é o agente redutor.
c) A reação se realiza em meio alcalino.
d) O zinco sofre um aumento de seu número de oxidação.
e) O oxigênio não varia seu número de oxidação

4- (FUVEST) I e II são equações de reações que ocorrem em água, espontaneamente, no sentido indicado, em condições padrão.  

I - Fe + Pb(2+) --> Fe(2+) + Pb
II - Zn + Pb(2+) --> Zn(2+) + 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+.

5-  (UEPG) Sobre a pilha esquematizada a seguir, assinale o que for correto

01- Seu funcionamento diminui a concentração de íons B(3+)
02 - O eletrodo B sofre oxidação
04- O eletrodo A é denominado cátodo
08- A equação global é dada por 2B + 3A(2+) --> 2B(3+) + 3A
16- O eletrodo B sofre corrosão

Soma =

6-  (UFMG) Um fio de ferro e um fio de prata foram imersos em um mesmo recipiente contendo uma solução de sulfato de cobre (II), de cor azul. Após algum tempo, observou-se que o fio de ferro ficou coberto por uma camada de cobre metálico, o de prata permaneceu inalterado e a solução adquiriu uma coloração amarelada. Com relação a essas observações, é CORRETO afirmar que:

a) a oxidação do ferro metálico é mais fácil que a do cobre metálico.
b) a solução ficou amarelada devido à presença dos íons Cu(2+).
c) a substituição do sulfato de cobre (II) pelo cloreto de cobre (II) não levaria às mesmas observações.
d) o cobre metálico se depositou sobre o ferro por este ser menos reativo que a prata.

7- (ITA) Este teste se refere ao elemento galvânico esquematizado a seguir. Assinale a afirmação FALSA em relação ao que vai ocorrer quando a chave C é ligada.

a) A corrente elétrica convencional vai circular no sentido anti-horário.
b) Elétrons irão circular pelo fio da esquerda para a direita.
c) Ânions nitrato vão migrar, através da membrana porosa, da direita para a esquerda.
d) A concentração de ZnSO4 do lado esquerdo vai aumentar.
e) Cátions de zinco vão migrar, através da membrana porosa, da esquerda para a direita.

8- Para recuperar prata de soluções aquosas contendo íons prata, costumamos adicionar zinco metálico às soluções, pois a transformação:

2Ag(+) + Znº---> 2Agº+ Zn(2+) 

é espontânea. Pode-se concluir, então que:

a) o potencial de redução de Ag+/Agº é maior do que o do Zn²/Znº
b) ocorre transferência de elétronsdo Ag+ para o Znº
c) o Znº atua como agente oxidante o Ag+ como agente redutor.
d) Znº é o menor redutor que a Agº
e) Ag+ émenos reativo que Zn²+

9- As pilhas alcalinas têm sido largamente utilizadas devido à sua durabilidade. Um exemplo desse tipo de pilha é a níquel-cádmio, que pode ser representada pela reação:

Cd + 2Ni(OH)3 --> CdO + 2Ni(OH)2 + H2O

em solução de KOH.

a) Escreve a semi-reação que ocorre no ânodo dessa pilha.
b) Determine a massa de hidróxido de níquel produzida quando reagem 6.10²³ átomos de cádmio.

Dados: Massas atômicas: Ni = 58,7 u, O = 16 u, H = 1 u

10- A equação a seguir representa a reação que ocorre num certo tipo de pilha

Zn + HgO + 2KOH ---> K2ZnO2 + Hg + H2O

Podemos concluir que:

a) O Zn atua como oxidante
b) o mercúrio, no óxido de mercúrio II, sofre oxidação, recebendo dois elétrons
c) o potencial de redução do Zn(2+)/Zn é menor que o Hg(2+)/Hg
d) o hidróxido de potássio atua como redutor
e) o número de elétrons envolvidos na redução e na oxidação não é o mesmo.

11- (UERJ) O conhecimento dos potenciais de oxirredução das espécies químicas nos permite prever quando a transferência de elétrons será espontânea. Considere as semi-reações de redução e os correspondentes potenciais padrão:

Cu2 + 2e ­→ Cu° E°= + 0,34 V
Ni(2+) + 2e­ → Ni° E°= - 0,25 V
Ag(+)+ e­ → Ag° E°= + 0,80 V
Mn(2+) +2e ­→ Mn°E°= - 1,18 V

A partir daí, podemos afirmar que um processo espontâneo está representado em:

a) Cu° (s) + MN2++ (aq) → Cu2 (aq) + Mn° (s) 
b) Ni2+ (aq) + 2 Ag° (s) → Ni° (s) + 2 Ag+ (aq) 
c) MN2++ (aq) + Cu2 (aq) → Mn° (s) + Cu° (s) 
d) Mn° (s) + 2Ag+ (aq) → MN2++ (aq) + 2 Ag° (s)

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

Mg(2+) + 2e → Mg   Eº = - 2,37 V
Ag(1+) + e → Ag  Eº = + 0,80 V

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

a) Mg, Ag(1+), + 3,17 V
b) Mg, Ag(1+), + 3,97 V
c) Ag(1+), Mg, +1,57 V
d) Mg(2+), Ag, -3,17 V
e) Ag(1+), Mg, +3,17 V

13-  (Ufes) O propano e o oxigênio podem ser utilizados na obtenção de energia, sem que necessariamente tenham que se combinar em uma reação de combustão convencional. Esses gases podem ser tratados eletroquimicamente para produzir energia de forma limpa, barata e eficiente. Um dos dispositivos onde esse tratamento ocorre é conhecido como célula de combustível ou pilha de combustível e funciona como uma pilha convencional. A reação global de uma pilha de propano é 

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

Dadas as semirreações de redução e os seus potenciais:

3CO2 + 20H(+) + 20e → C3H8 + 6H2O  Eº = 0,14 V
O2 + 4H(+) + 4e → 2H2O  Eº = 1,23 V

pode-se afirmar que a voltagem, nas condições padrões, de uma pilha de propano é:

a) -1,37 V. 
b) -1,09 V. 
c) 1,09 V. 
d) 1,37 V. 
e) 6,15 V.

14- (ITA) Considere as semirreações representadas pelas semiequações a seguir e seus respectivos potenciais padrão de eletrodo.

Com base nas informações, qual das opções adiante é relativa à equação química de uma reação que deverá ocorrer quando os reagentes, nas condições padrão, forem misturados entre si?

15- (PUC-SP) Uma pilha de cobre-chumbo foi constituída em condições padrão. É correto afirmar que, durante o funcionamento da pilha:

Dados: Eº Cu(2+)/ Cu = +0,34 V e Eº Pb(2+)/Pb = -0,13 V

a) acontece uma redução no eletrodo de chumbo
b) o /\Eº da pilha é igual a +0,47 V
c) o eletrodo de chumbo é o polo positivo da pilha
d) os elétrons circulam do eletrodo de cobre em direção ao eletrodo de chumbo.




Respostas:

1- A semi-reação do anodo, ocorre naquele que sofre oxidação, que é:
H2º ---> H2(+) + e

O sentido da corrente vai do polo negativo ao positivo (anodo ao cátodo). O anodo perde elétrons, ou seja, sofre oxidação, portanto o sentido da corrente vai do H2 ao O2.

2- 

A resposta é a letra B)
Explicação: Se ele sofre oxidação, ele é o que fornece elétrons ao circuito externo, então ele é o polo negativo, já que a corrente vai do negativo ao positivo.

3- 

Resposta correta é a A)
Explicação: Ela é incorreta porque o elemento que libera elétrons, será aquele que irá fornecê-los para passar pelo circuito externo, no caso que temos, pelas reações oferecidas o que está liberando é o Zn, sendo assim, o HgO seria o cátodo (Isso porque a corrente vai no sentido do anodo ao cátodo)

4- Como podemos observar no início das reações temos o Feº e no final Fe(2+), isso quer dizer que ele perdeu 2 elétrons, e podemos ver que o Pb recebeu dois elétrons. Com isso concluímos que o Fe transfere elétrons para o Pb(2+)
Na equação debaixo temos que Zn transfere elétrons para o Fe(2+)

A resposta portanto é a letra D)
Isso porque como visto acima ele oferece dois elétrons para o Pb(2+) transformando-o em Pb(0)

5- 

01 - Errada, porque a solução reagirá com a placa B, liberando seus elétrons e íons B(+3) que ficarão em solução, concentrando-a cada vez mais
02 - Correta, porque o eletrodo B sofre oxidação, porque podemos observar que ele perde seus elétrons
04 - Correta. Sabemos que o elétron vai do anodo ao catodo, de acordo com o desenho vai de B para A, portanto A é o catodo.
08 - Correta, observe:

16- Correta. Reagindo a solução, acaba sendo perdido seus íons, o que acaba diminuindo sua massa.

Soma: 30

6- 

Resposta A)
Se formos olhar na tabela de eletrodo, podemos observar que o Ferro metálico está acima do cobre metálico, e todo elemento acima de outro age como agente redutor, portanto sofre oxidação. Portanto, o ferro é melhor oxidante do que o cobre.

7- 

Resposta é a letra D)
Temos que nos lembrar que a membrana poroso tem como função passar cátions e ânions de um lado a outro. Assim, passará NO3 da direita para a esquerda, que reagirá com o Zn(2+) que está sendo liberado. Dessa forma, formará Zn(NO3)2 e não ZnSO4

8- 

Resposta é a letra A)
Podemos observar pela reação que temos que o Zn é o agente redutor, ou seja, ele sofre oxidação, e o Ag é o agente oxidante, porque ele sofre redução. Sendo Ag aquele que sofre redução, ele será o que apresentará maior potencial de redução.

9- 

a) Semi-reação do anodo, ou seja, daquele que sofre oxidação
Cd --> Cd(2+) + 2e

b) 1 mol de Cd ----> 2 mols de Ni(OH)2

1 mol de Ni(OH)2 = 16*2 + 1*2 + 58,7 = 92,7 g

2 mol = 92,7 * 2 = 185,4 g

10- 

Resposta é a letra C)
Como o Hg sofre redução e Zn oxidação, o potencial de redução do Hg será maior.

11- 
Sabemos que para o processo ser espontêno o Eº deve ser positivo, no caso temos apenas o cobre como resposta.

Letra A)

12 - 
Aquele que apresentar maior Eº, é o que apresentará uma reação de redução, enquanto o outro que apresenta menor valor sofrerá oxidação.
No caso o que sofre redução é o Ag, então as semirreações serão:

Ag(+) + e -> Ag Eº = +0,80 (agente oxidante)
Mg -> Mg(2+) + 2e   -Eº = +2,37 (agente redutor)

/\Eº = 0,80 + 2,37 = 3,17

Resposta letra E)

13-
O maior valor de Eº é o que sofrerá redução, no caso é a equação II. Se ela sofre redução, ela deve receber elétrons, e está de acordo. A equação I então deve sofrer oxidação, então deve perder elétrons, o que não está de acordo com a semireação, por isso basta invertê-la.

OBS: Lembre-se que o número de elétrons devem se anular, então devemos também multiplicar a equação II por 5 para que isso seja possível

As reações então ficarão;
C3H8 + 6H2O ->  3CO2 + 20H(+) + 20e -Eº = -0,14
5O2 + 20H(+) + 20e --> 10H2O Eº = +1,23

Cortará 20e e o 20H(+), ficando a equação global

Com isso a voltagem dessa reação será:
Eºoxidante - Eº redutor
Eºoxi - (-Eºredutor)
Eºoxi + Eºredutor
1,23 - 0,14 = 1,09 V

Resposta letra C)

14- 
Esse é um exercício que deve ser feito testes, vou nomear as equações dadas na ordem como I, II e II, certo?

Basta fazer a equação I com a II, a II com a III e ver qual das possibilidades está representada na resposta, vamos lá:

I com a II
Temos que analisar primeiro qual sofre redução e qual sofre oxidação.
O maior valor será aquele que sofre redução, então no caso a equação II é a que sofre isso.
Se ela sofre redução, ela deve receber elétrons, então sua equação deve ser invertida, e a outra (ou seja, I) continua como está.

Ficará assim:

1/3IO(-) + H2O + 2e -> 1/3I(-) + 2OH(-)
Fe -> Fe(2+) + 2e

Corta-se os elétrons e ficará:

Fe + 1/3IO(-) + H2O -> 1/3I(-) + 2OH(-) + Fe(2+)

Como podemos observar não há nenhuma resposta que corresponda a isso, então vamos ter que testar outra:

Vamos testar II com a III
O maior potencial de redução é a da III equação, então quer dizer que ela sofre redução, como ela deve receber elétrons, então devemos invertê-la, e a outra mantemos como está:

2Ag(+) + 2e - > 2Ag
1/3I(-) + 2OH(-) -> 1/3IO(-) + H2O + 2e

Corta-se os elétrons, e ficará assim:
2Ag(+) + 1/3I(-) + 2OH(-) -> 2Ag + 1/3IO(-) + H2O

Não precisa necessariamente estar nessa ordem, mas os elementos do reagente e do produto devem ser iguais.

Encontramos uma alternativa com esses valores, que é a letra C)

15- 
Mais um vez vamos analisar qual valor de Eº é o maior, porque assim vamos descobrir qual é aquele que sofre redução, nesse caso é o Cobre, portanto o Chumbo sofre oxidação.
Com isso vamos analisar as perguntas:

a) Como visto acima o chumbo (Pb) sofre oxidação e não redução
b) 

Cu(2+) + 2e -> Cu   Eº = +0,34 V (agente oxidante)
Pb -> Pb(2+) + 2e  -Eº = +0,13 V (agente redutor)

Eoxi - (-Eºredutor)
Eoxi + Eº redutor
0,34 + 0,13 = + 0,47 V

Resposta letra B)



Nota: 
Qualquer dúvida que vocês tiverem sobre a resolução desses exercícios, não deixem de perguntar aqui nos comentários, porque teremos prazer em explicar para vocês de uma outra forma. 
Deixo os comentários também para vocês colocarem perguntas sobre essa matéria. Quero deixar claro que o propósito desse blog é auxiliar vocês no que pudermos, então... Aproveitem! 

Vou deixar nosso e-mail, caso a sua pergunta não caiba aqui nos comentários, deixe ela no nosso e-mail porque também podemos responder por lá:
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Bom estudo a todos!!