I cpr.ba
cò!at,-
27J
Copílulo3
Eletrólise Conceilo O fenômenoda eleÌróliseé basicamente contrárioao da pitha, pois,enquantoo proces_ so qujmico da pilha é espomâneo(^E0 > 0, < 0), o pÍocessoquimicò da eletóIse e não'€spontâneo (^Elr < 0, > 0) e provocado ^c por correnteelétricã. Entãoi ^c tletrohs? e rodo proce\\o quimico ndo-e\pontàneo provocadopo, correnteelètrrca, Como fazet uma eletúlise? Prepareuma soluçãode clorerode sódio.Em s€guida instaledois eletrodosâcopladoscom um gerâdor (pilhasde lanterna,poÍ exemplo). Vocêobs€rvaráa formaçãode "bolhas" de gasesnasimediaçôesdos eÌelÍodos.IssomostÍaqueestá ocorrendo uma reaçãoquimica provocadapela correnteelétrica,ou seja,rma eletúlise.
0 ÍoDipisde rmquêse reahsa ehlríliseé chanado êubâeletrolítìcê.
. Coloque noíecipìeús umasolução diluí dãdeH,S01.HavêÍá n6 tub0sa toíÌnaqãd deH , e 0,. Apósa eldúlise, íElíEedã ruboe ap|o rimedaboÍaun fòsío'o aceso. 0 queâcorÌlèro? Pü quê?
geÍol Esquemo A eletÍóliseé um processoque sebaseiaem descar'gdr d? /ors, isio è, ocorreuma perdü cl€cargapor parte de catíonse aníons. Vamospreparar,inicialmente,uma soluçãoaquosade um eÌetÍólitogenéricoCA. Vocé já sabequeocorreadissociaçãoiônica,ou seja,a soÌuçãotem comoparrjculasatispeÍsas ca CA-C=+A câlion
ãnion
278
uniaaae o
r|.hqulmica
Em seguida,adaptamosnessasoìuçãoos eletrodosde um gerador,que irâo atrair aÌgunsíons e ÍepeliroutÍos, Assim:
ltrffi<il:lJ::ï" w<ilïiï:; Dessemodo, ocorrena soluçãouma migraçãode ions,ou seja,os aníonsmigrampara o eletrodo positivo e os cations para o €letrodo negalivo; e aí há uma descatgaetética. 19, Descatgados aníons: Os aÃoís cedem elétrons pala o póla A
-
Ao+e c€di<loDara
o pób O Ocorre uma oidação.
29) Descarya dos cat{ons: Os catlons recebem eléírcns do póla
cedido Delo
eóbO Ocore umarealuçõo. Note que no pólo positivoocorreuma oxidaçâoe no póÌo negativo,uma reduçào.Logo, o pólo positivo é o Anodo e o p6lo negaLivo, o caíodo. A equaçãofinal do pÍocessoseráobtida pela somadas equaçõesdasreaçõespârciais ocorridasnos pólos: reaçãono pólo positivo(ânodo) + A - A'+-€C. +.-{' - Co reaçãono póÌo negativo(cátodo) -
C*+A
-
Eía íeoção nãoespontánea pÍovocada polaNoÍontssl6
co+Ao
a uma O gemdorfunciona,então,como umâ "bomba de elétrons", algo semelhante bomba-d'água,ou seja,atravésdeleos eÌétronsrecebidosp€lo pólo positivosãotransferidos para o pólo negativo.
f tç
o
pôloO
càpxuro 3
Ererôr6e 279
Observeagora,com atenção,a denominaçãodospólose asÍeâçõesqueÍeles ocorrem numa eletrólisee numa pilha de Daniell:
C'* e ---:-
C"
Note que: . os elétÍons sempreraem do Anodo e sempÍechegan ao üitodo; . no ânodosempÍeocorreoxidaçãoe no cátodosempÍeocorreredução; . a positividadeou negatividadedos pólos varia da p;lha para a eletrólise.
A dispufo eilÍe Íons Vocêviu quena eletróliseos anionsmigrâmparâ o pólo positivoe sedescarregam, en quanlo os catíonsmigram para o pôlo neeativoe tambémse descaÍÍegam. Mas, e se exístircm na solução dok íipos de aníons? Quem yaì se des&rregat pimeirc? A descarga de um arÌíoné um processode oxidação;por issoestádiretamenteligadaao s€upotencialdeoxidação(E:d). Assim,qudrÍo naiot opotencìalde oxídação,mdìsí,icit é ocoïer o ptocesso de oxidaÇão. Suponhamosuma soluçãoem quehá no eletrodopositivouma disputâ€ntreos aníons primeiro? Cl e Br . Quemdescârrega Sabemosque: E:^ü = - 1,36V (menor) oYidação
E:nd= -1,09v (maior)
28O
unidadê6
El€tôqulmica
do Br émaiorqueodoCÌ (-1,09> 1,36)-Entãc,, Notequeo potenclal de oxidação é mais fácil oxidar Br do que Cl . Portanto,Br descaregaantesdo Cl , ou seja,primeiramenteocorr€a descargade todosos ions Br ro eletrodopositivo(pólo positivo)paradepoìscomeçâra ocorrera descarea dos íons Cl . Logo:
E se existircm na solúção dois tipos de catíons? Quem vai se descanegarptimeilo? A descarga de umcatíoné umprocessode redução.Logo,qüantomenolo pote cial de oxidação, maisiicil é ocorrer a rcdução. Suponhamos uma soluçâoem quehá no eÌetrodonegatì\,oumadisputaentreos cations primeiro? Na'e Ag*. Quemdescarrega Sabemosque: Nauç Ag'-
Ps'1" Ag' + e
Eld = + 2,71V (rnaior) E3.ü = -0,80 V (menor)
Note que o potencialde oxidaçãodo Agué menorque o do Na! (-0,80 < + 2,71).Er. tão, é mais fáciÌ reduzirAg' do que Na ' . PoÍânto, o Ag* descarrega antesdo Na+. Logo:
ffi fxercÍclosde oprcndizogernW Í-423rDado!oi pâa deio , dequbnen €da casoquemder(aÍ?8,pr meÍo: d) Zn" e Nl+ â) Cl eI e) ca" e Na' b) lr- e Ic) I(' e Ms" D Cür' e Pb"
.ìct
+ cl?, t z.€--
poÍYlooquoso ElolÍôliso Em uma soluçãoaquosa,além dos ions resultantes da dissociação iôni€ado eletrólito, há tambémcaÍíonsH* € aníonsOH provenientes da auúo-ionização da água. Dessalorma.podemosrerem roluçáocaronsC'e H' e anion' A e OH . de modo que numa eletrólisehâja uma dispulâpara a descarganos eletrodos.
caprúro r
EdÌo Éê
291
As5rm.paraquevocésâibaquemdescdr re8aprimeiro.deveanali,ara tabelade pÍiori dadeclecle.câÍga em reìaçáo ao cationH e ao anionOH . \emprepre\enre\nd sotuçao aqüosa.
0 t anloisorigenadB, dceto HS0a {hidmsanoslulÍaro) o n - C00 haihorilalos)
0 I S
(Cl ãniomnâooÍigenados
W
Exercíciosreso/yldos
EF1 3 ì Ouais os produtos da eletÌólisede umâ solugãoaquosade ctoreto de sódio (NaCt)?
N"o .
*.o --:
*
N;;'l
i@
Então: semi reaçãono cátodo: semi reacãono ânodo:
2 H + + 244-H rtgt
- cl,
equaç ãodar c a ç ã og l o b a td aê te Íó ti s e :2 H + + 2C t
/i\
-
H ri sr+ C t,]e,
Rospostã: Na eletrólisedo cloreto de sódio, por vir aquosa,obremosgás hidrogêniono cátodo e gás cloro no ânodo.
282
u.id.d.6 - ErêroquÍ-i""
EB14ì Olraisos produtos da eleÍóìise de uma soluçãoaquosade cloreto de cobre ll (CuClr)?
@l
CuCl, Hzo
H*
i
semi rcação no cátodo: Cú,.+2e-_Cto 2Ctsemi reaçãono ânodo: Ct"q)+ 4' global equagãoda rcação da eletrólise:Cu'?+ + 2Cl- ' Cuo + Clrbr
o-
Rs6posta: Na eletrólisêdo cloreto de cobre ll obtemos. por vb aquosa,cobÍe metálico depositãdono cátodo e gás cloro quê se libena do ánodoER15) Ouais os produtosda eletrólisede uma soluçãoaquosadiluídâde cloridreto (HCl)? r , _- _- - _- l
HCI -
-
H,o :-
i^
i
@i i:l I
Então:
2H* + 26 - H ,,-, 2Cl Cl2trjt+ 2e equaç ãoda re a g ã os l o b a l d ae l e ú ó l i s e2: H * + 2Cl - H,rs + cl,rs)@ _ semirêação no cátodo: semireãção no ãnodo:
Rêspostâ: ObteÍyìosHrlq)no cátodo € Clle) no ânodo.
.rpr-ro 3
Ere!ôris€ 283
EB16) Ouais os produtos da eletrólisede umã soluçãoaquosadituídade HrSO4?
i;;;l t@ i
ii
H, S O 4
Hzo
H+
i
semi reaçãono cátodo: semi reaçãono ánodo:
2 H + +2{ - H 2ol 2OH ll2Aztst + H2O +:242 -
êqua9ãoda reâçãoslobalda eleÍólisê:2H + * 29 -_ì.
la,o
-
H.*, + 1t202í:t+ H2O
o
- n^n,* ttzo,,,,.4io
I HrO.,.! Hrir,,+ 1/-rorini Com relacãoà elêtrólisede soluçõêsdiluídssde ácidos oxigenados,tais como H2SO4, HNO3,H3POaetc.,com exceçãodos ácìdosorgânicos,o fesuttâdoé sempreo mes;o, ou seja,ocoÍe eletrólis€da água, pois a massado ácidofica inatt€radaao fim ds eteúótiso.
Rêsposta: Nã eleÍólisê de uma soluçãodìluídade um ácido oxigenadoobtemos gás hidrogèniono cátodo e gás oxigônìono ânodo.
ffi Exêrcíclode oprendizagemWmmW ü421)DeÍubmoi produro\ dãeleúóli*.porüa aquosâ, da5rsuinr\ ub"únciâs:
a) cacl' h) Kcl c) K:SOa
d) FeSOI D NaF
s) HNo;dilüido h) HrPOrdilüido i) zncl,
ElolÍôlise comolefÍodos otivos Numa eletrólise,os materiaisutilizadoscomo eletrodosdevemserbonscondutores:dâí rrabalharmos com metaisou gÌafite.EDtretanto, d€pendendo da solução a sereletÍolisada, os eÌetÍodosDodemsofrer reacões,
284
undaaee
e*-q,Í-rca
de oxigênio,ocorle Por exemplo,usandoum eletrodode grafite,sehá desprerdimento a Íeação: C1g-fta+ O:ç1 COrGl Com isso,o eletÍodode gíafite é "destruido". Dessemodo, pod€mosestabel€Os eletrodosmetáljcostambémpod€msofreÍ reaçÕes. quantoaoseletrodos: cer dois tipos de eÌetrólises . eletrólise co eleírodos ÌÌ?rleJ, quando os eletrodos não participam do processo; . eletúlise com eletrodos aÍivos, quando os eletrodos participam do processo. VejamosaÌgunscasos: Qüaisos produtosda el€trólisede uma soluçãoaquosadiluida de H:SOaôomeletÍodos de cobre? Resoluçâo: H:SO+ 2H' + SOí -....+ oH H,o H' -semi-reação no cátodo: 2 H - + 2e + Hr(& semi-reação no àÌodo: N€slecaso,em lugar de ocorreruma oxidaçãode OH ou de SOi , ocorreuma oxidaçãodo cobre(Cuo),que constituio eletÌodo.As-
Cu"
Cu'1*
+ 2e
(do ânodo)
Logo, a equaçãodo processofinal é:
Cu'
-
cü,' +
Dessemodo, percebemos, com o passaudo tempo,que o ânodovai sendodestruidoe na 'oluçàovão 'urgìndoionsCu' . Isse. doi5falos são facilmenlevisualizados,pois os íonsCu'?+conferemà soluçãoa cor azul:
hidÍogânio
câpÍtuto 3 - Eetótbâ 285
Quais os produtos da eletrôlisede uma soluçãoaquosadiluída de sulfato de niquel (NiSOa)com eletrodosde niquel? Resolução: NiSOa ..........-Niz. + SOiHzO ==H* + OH semi-reação no cátodo: ;*é
*\
.emi-reâçàono ánodo:
-
Ni
NI'
-
r \
M
ânodô
Niâìodo
.leposira+e
queo processofinal nada mais é que a transferênciade niqueldo ânodo para o . Note cátodo.Com isso,evid€ntemente, o ânodo é alestruidoenquantoo cãtodoaumenta:
iJï.i.
Com basenessaeletrólise ë q\te súEiÃa niquelação.Nesseprocesso,utilizamosniquel puro como ânodo e um outro objeto qualqu€rcomo cátodo.Com isso,esseobjeio é Íeco_ berto com niquel:
l,;fi$ 0an0
286
uniaaooo -:tatoq,tmica
Do mesmo modo, podemos ÍecobriÍ um objeto coÍíLpÍata (prcteação), com crômio (crcmação), com o,Jío (dorrução) etc. Essesprocessosrecebemo nome genëtico de Salwni' zaçao. Quarsos produtosda eletÍólisede uma soluçãoaquosade sulfato de cobre (CuSOa) com eletrodosde cobÍe? Resolução: CuSOa...........-Cu'.+SOi + OHH,O :H* semi-reaçãono cátodo: ìuï
t
+
Cuo
-Zel no ânodo: semi-reaçâo
Cuo
-
Ì\i..
-
Cu'
+ 2e-
(ãnodo)
Cu'
Note que o processofinal é a transferência do cobre do ârodo paÍa o cátodo. Cons€ qúentemente,há destÍuição do ânodo e aumento do cátodo. EssaeÌetróìisecostumaserusadana purificaçãodo cobre:colocamoscomo ânodoum materialde cobreimpuro e como cátodouma peçade cobrepuro. Com isso,todo o cobÍe do materialimpuro passapaÍa o cátodoe obtemosuma peçamaior de cobrepuro:
ElelÍóliso Ígneo Chamamosde eÌetróìiseígneaa eletrólisede um eletrólitono estadofundido. Naeletróliseígnea,o sólidoiônicodeveserliquefeitopor aquecimento(fusão),poisno atéos eletrodos €siadoliquido os íonstêm Ìivre movimento,podendo,assim,sedeslocarem ê 2 i sc â ê s.â rrê o a rê n
os ions Como na eletróliseígneanão há presençada água,nào haveráevidentemente dos ions, Dessemodo. Ht e OH- no sistema;portanto,não existecoinpetiçãona descarga nâ presença dos lons H ' e OH (água)podemsedes todosos íonsquenão sedescarÍegam carregarquandoo eletÍólitoestáno estadolíquido.
câpÍruro 3 - EreÍórise 287
Veja o qüe ocorrena elerróliseigneado cloretode sódio (NaCl):
MClsólido
semiÍeaçãono cátodo: 2Na* + 2Nao -2í emi-reaçãono ânodo: 2Cl ClzLa + 2{ -
2Na" + 2Cl
-
2Na' + CLro cálodo
ânodo
Note que ocorrea formaçãode sódiometáLicono cátodoe â liberaçãode gáscloro no ânodo.
M ExercÍciode oprendlzdgem ffiWwwwffiqswww EA25)DeÌsmimosproduLos daelelrólise ig]o del a) CaClrG) b)Kctr,)
c) BaBÌ,o
d) FeCìrGr
qu0ntitotivo Estudo doeletrólise O conhecimenlo dâs quantidadesdâs $rbstânciasfomâdas e alâsubstânciadecomposta numa elehólise ficou estâbeÌecidoem meadosdo séculoXIX atravésdas D€soüis;sde Vichael Faraday. Michael Faraday (1'79 | -1861). Cientìsta inglês, consideradoum dos marorcsgêniosdo séculoXIX. Recebeueducaçãomuito precária até os I 3 ânos de idade, quando se tornou aprendiz de encadeÌnador de livros. DesdeeÍtão, intercssou-sepÌofiììclament€peÌo estudo científico, chegandoa ser diretor dos laboratóÍiosdo Rq'al Instí tution, em 1825. A partir de 1833 até a sua morte, foi brilhante pÌofessorde Química do mesmo
288
unidade6 EdrôouÍmicá
Para o estudo qu:uÌtitatìvo da oletrólìse, as expressõesque reÌacionarn a cârgâ que ahavessaa soluçãoe as massasdassubstânciaspaÌlicipantes são: a) A massada substânciafomÌadâ no eletrodo e a massada substânciâdecompostasãodiÌelamente proporcionais à caÍgâ elétrica que âtrâvessaa soÌLtção. A cargaeléíica é:
o
:t:
-i t
(coulombsì Í Q= carCâeLétdca .endo I i - inrensidâde dâ correnle(ampèresì : tempo { segundos) t t b) Experimentâìmente,sâbemosque a carga elétrica de 96 500 C correspondeà carga transpoÌ1âalaporI mol aleeÌeíons (6,02 10'z3elétrons). Em homenagema Famday,â quântidade96 500 C Íecebeo nome de faÌâdây (F) Assim:
emséÍie Elefrólises Considerea seg!ìintesituâção:
útodoiCu"+ 2t -+ Cúo
Neste caso, dizemos que há eÌeffólises em série porque tanto a eletrólise da soÌução de sulfâto de cobre (CuSO!) como a da solução de nitrato de prata (AgNOt são provocadas pela pâssâgemde corÌ€nt€ elétrica fomecida pelo mesmo gerâdor
cspírulo3Eletrórisê 289
W. Exercíciosresolvidos EBl 7 ) Der êr m inara m a s s ad e z i n c o q u e s e d e p o s i tana el etról i sede uma sol uçãodê zncl r, durantê 16 min 5 s,com uma corrente elétrica de 0,5 A. R..olução: dissociaçáodocloreto de ziãco:znctz 4!!+
i= o .sa
ì
I éO t = l6m in5s = 9 6 5 s J 96500, C'
it
O = 0 ,5 . 965 = 442,5C
-
1 m o l e l é tro n s
a62.5ç -
x = 0,005mol el étrons
=
a
zn2'+2cl
semireaçáono cátodo: zn" +2e
Zn" Daequaçáoacima,temos: 6 5 g (1 m o l z n o )
2 m ols elét r on s
0,005mot etétíons _
m
Rê.porir: A mãssa dezinco que se deposita é de 0,'1625g.
ER l a ) O uâl o t em po n ê c e s s á rìop ã ra o b te rm o s 3 ,1 75g de cobrê a parti r de uma sol uçáode CUSO!,sabendo que a corrente elétrica é de 100 A? usuu . cu' * S oi -
d is s oc iaç áo do s u l fa tod e c o b re :c u s o a semi reaçáono cátodo: c u) - ' z e
+
cuo
Dâ êquação,temos: 2 m ot s e x 96500C -
-
6 3 ,8g fi mo td e c u o )
=x= 0,' l
mol t
3 ,1 7 59 1 mo tt ' -
+
Y= 9 6 5 0 C
Entáo:
o = it + s65o= root+ t = l#
= !iiì!+lt"rìii:il
Rospo3lr:Otempo necêisáíio é de 96,5 s.
290
unidâdê6-Erdtuou|micâ
ER l 9 ) E m um a êlêtró l i s êe m s é ri e ,te m o s ê m u m a cel a el etroquími câsol ueãode ni trato de pÍ at a e, na ou trã , s o l u ç ã od e s u l fa tod e c o bre.S abendoque na píi mei ra cel a el etroquí m ic ahá d e p o s i ç ã od e 2 ' 1 ,6g d ê p rã tan o cátodo,cal cul arâ massade cobre deposrtada nã outrâ cola eletroquímica.
O ânodo
mra= 2 1 ' 6 s
l) EletrólisêdêAgNO3: semi-rêaçãono cátodo: Ag'+ e- ---> lgo
t m ot ê
1 0 8g Ag o í mo tA g o i
-
xr
2 1 ,69
Como há eletróliseem série: Oj = O . Assim, xr = x .
ll) Eletrólisedê cuso.:
sêmi-reâçãono cátodo: cu'z* + 2t
---> cuo
Da equação,temos: 2 m ot s a
-
0, 2 m ot o -
6 3 ,5g c u o { 1 m o l C u o ) m
= :iri"Ë;iii$rt:.i.i
RéspGtá:A massa de cobre depositadaé de 6,359. j
)
Capitulo3-Elêtólisé 291
)!ÊÃ1 Exercícìosde aprendizagem inïiì1,ï!!ì11llftÌifi!Ìi,iniJilllilliÍ{lÍ'siït lA2q
desulfatodecobE!comÌm @ftnre Calculeam$a decobFquesedepositâ nâeletróìise deumâsoìução aqüosa elelÌica del,5A,dümtelómiÃis.
io cátodoqnddo seïü pasd una coftnte elétricadeI0 A porumasoluçãode "8427) Quenâssâdelrarâ sedepositâ nìtâlodepÌêh,dììrãile20n'i? f,Â28) Quâlotenìponecêssário pamumacorenleelétìcade9.65A deposild5,4I depnla!a eÌelrólise deumâsoluçâo de nìtÌatodepfètâ? íonsM'-. Qüa]anassadesse f,Á29) CoÍoÌìÌetâlM, deÌnâlsiâÌônìicâ 120,fonÌacomposios ondeexìstem eleÌnento delosi' quândo lâdanocátodo, sefomecenì àelelrólìse 9650C? f,Alo) Naeìeróìlsedeumasolução decìoEtodecotE Il con um coÍenteeléhicâde1004 dümte 965s.obrenosun e sascìoo noânodo. Cabìne: depósilo decobrcio cátodo nocátodoi a)a nassadecobredepositada b)o volunedesáscloo.EcolhidonasCNTP; c)o \oìme desásclorc.Ecolhìdoa27"C e2 alÌÌ depressão. lA-ll)
pdatuompoÌtotalnentco sulfâtodeclorcI coitidoen 200,0cínj iecessána C.dcule â quântidâde deeletricidâde deünâsohçeo0,1M.
EA32) A elerróÌse a,lnosa deCoSOa foi executa& coÍr ünâcoÍenteeléhicade10A, durute 160nin 50s. dema solü9ão q:0Ìu\;0. quedrd,csou rl r qudrdodede crBJelenrca b) aÌÌNa decobalto depositadâ. f,433) DìrâscelareìeiÌoqüinicas, ligadasen série,co ônìÈspeúivaÍìente soÌuçõ*aquosâs doNiCL e CUSOa Após hoüvedepósito de50,8s decobÉ.Quâlâ nâssadeiiqueÌdelosÌtada naontãcelaeLeho algüÌ reÌnpodeeletnjìise químicâ? f,434) obsNeoesqueM:
zncl,
-
Seâ nâlsi dezncôdelosÌhdaforiguaìa I3 s, qualeú anN
Cü{SOa)3
decrôniofornâdâ?
Umaindústria,funcionando inintêíuptâmente24 h por diã,produzalumínioporêletróliseda bauxitaÍundidâ.Utiìizando50 cubâse mantendoem cadaumadêlasumãcorente elét ca poÍdi a? obÌi da c ons t anr ee igu â l âl O rA ,q u ema s s d a e a l u mín Ìoé
292
Unidôdâ6 - El€toquímica
Wà Exercícioscomplementares filÍffiffiffiffiHffiffi 1l (FOCSP) A água é má condutora de elelricidade,Por este motivo, parô se íazêr ã eletrólisôda água ãdiciona-seàmesma umasubstânciaqueÍormã uma soluçáoeleÍolítica. Estasubstânciapodeser: â) HCl. dl CUSO1. 2) (Unicamp-SP)Soluçó6 aquosasdè compolto5 iônico5conduzêm6íentè êléÍica devido à presençade ions "livres" em água.Estefato pode ser verifìcadoaÍavés do experìmemo4quemâtizadona fgura l:
Figúra I O gráfico da fìgurâ ll mostra a variaçáoda lumìnosidãdeda lãmpada em função dâ âdiçãô conrínuãdô água de bariú (soluçáoaquosa de hidróxido de bário, Ba(OH)2)à solução de ácido sulÍúrico na cuba. Exolioúeo íenômeno obsêNádô. Considereo Ba(OHrr totahente dissociôdoem so,ucãoãquosa.
€4 :-l Ë E J
Fìgurâll (Dados:Bae-q)+so;;q)= Baso4r");Ks = 1,0 1r10 {mol/L)'z.)
3 ) (lTA SP) Estetèste se referêâo êlementogalvánicoesquematizadoabaixo:
Assinalea âíirmaçãofars em relâçãoao qu€ vaiocoÍ€r quando â châve CÍorligada: á) AcoÍenteêlétrie cônvênciônâlvâicirculãrno seniido anti horário. b) Elé$ons não circulaÍ pelofiô da êsquerdapara a rliÍeita. c ) Anions nitÍato vão mig rár, atravésda membrana porosa,da direila pâra a êsquerda. d) A concentraçáode ZnSOldo lado esquerdovaiaumentár, e) Cátionsde zincovão migrar, âtravésda membranaporosa.da esquerdapâra a dÌejta,
293 4) (Fuvest-SP)Parapraieâr e leÍoliticamente um objelodecobree controlara mâssade pratadepositadâ no obieto,foÌ moniada a âparelhagemesquematizada na ngura:
ondè l, ll e ll são, rospectivamente: aì b) c) d) e)
o objeto decobÍe, umãchâpá de plâtinãe um âmpeÍíhetro. uma chapade prata,o objeto de cobre e umvoltímeÍo. o objeto docob.ô, umâch6pa de prãta e umvoltímeÍo. o objeto decôbre, !máchapa de práta e üm amperimáro. umachâp6 de prôta,o objeto de cobre e um ãmperimetro,
5) (ITA-SP)InÍoduz se oma chapinhâde cobreem uma soluçãoaquosadecloÍetoÍérricocontidá em um copo. com o passardotempo nota se o seguinte: ' não há dëspÌendimêntode gás; 'a chapinhade cobrê perde espessurãmãs cônsèrvâsuâ corcârâctêrísticã; .ã cor dô soluçãovaimudando aos poucos, Em fêcê dessasobseÍvaçóes,qual a opÇáoque contém ã êquaçáo químicã que melhor rêprêsentao "desaparecimenlo"do cobre na solução? â) cu{c) + Fe?jq)-->
d 3curcì+ 2Fei:q)-+
cu?á+q} + Ferc)
b) cu{.)+2Hiôq) > cuijqr+H,{,) c) cuí")+2Fe?;q) c!?jq)+2Feíjq) -
e) culd+ 2oH;q)
3cu?:q)+ 2Fe1c)
> cuoti.qr+H,(,)
6) {FuvèstSP) Ág!a, contendo NarSOaapenaspara tornar o meÌo condutor e o indicãdorlenolftaleina,é eleÍolisadãcom eleÍodós inertes.Nêssêprocesso,obsetua sê desprendimonto de gás: a) b) c) d) e)
dê 6mbos os eletrodose aparecimentode corvermelhá somenteao redor do êletrodo negalivo. de ã m bos os elôtrodose apârecimentode cor vermelhasomenteôo redor do eleÍodo positìvo, somenle do êleÍodo negâtivoe aparecimêmôde cor vermelhaao redor do eleÍodô posilivo. somentedo elelrodo posilivo e apárecimentode cor vermelhaao redor do êletrodo negârivó. dë ãmbos os eletrodose ôpãrecimentode corvermelha ao redor de ambos ôs eletrodos.
7 l (F E ISP)Uma p eçad ef eir of oi niqueladaê, as eguiÍ ,ì m è r s ã e mu m â s o l u ç ã od e C u S O r. Á p r ê s ë n ç ãd ê pontosvermêlhosnâ peça,êpósô imersão,indicafalhas na niquelaçãoporque: ã) o íon Cu+2oxidouo Fe, b) o íon Fê" oxidou o íon Cu'2. c) o íon Ni" oxidou o íon Fe+2.
d) ó Feoxidou ó íon Ni'2.
A) {UFOPMG) Oua a massadecobrequeserá depositadade uma soluçáo de sulÍato de cobre (ll) se esra énercoíid â Dôrumâ c ôÍ ênt êde l0Adur ant e 100m in? 9) (F E lSP) Pârãse cob rëãr ( c obr nc om c obr e) um apeç am e t á l i c a f o i u t Ì l i z ã d uô m á s o l u ç ã od è s u l f a t o d e cobr€ (ll)e uma cotrente eléÍica de 2,0 A durante 50 min. A mêssàde robÍe d€posiratianu p"çu, s, "é, a pÍoximâdâmêntë: a) 0,3.
b) í,0.
c) 2,0.
dì 4,0.
e) 5,0,
{Dados:massaatómicado cobre = 63,5;conslanlede Faraday:F= 96 500 C.l
294
Unidade6 Elerroquímica
't0) (Cefet PR) Uma indúsÍia de eletroposiçãoprelendedepositar116g de níquèl om uma peça mètálica, Sendo a corente elétricaqueatrovessa o circuito êxterno da cuba elëtrolíticaiguâlã9654,otëmpo de ele Íólisen ecês s áÍ iopár aeleÍ odepos it aÍ t alm a s s a d e n i q u e l é :
'tl)
a) 96 5s-
b) 400s .
(Dad o:Ni* 2 +2 e+
Ni1") . )
c ) 400m i n .
d) 16,08min,
e) 100s.
(Unicamp SP) O cobre metálico,para ser utilizádocomo condulor elétrico,prBcisaser m uìto puro, o que sè conseguepor via ëletrolíÌica.Nèsteprocèssôos íonscobre llsáo €duzidos nocálodo, a cobre metálico,ou seia,Cu2+ísq)+2e- > Cu(,). Ouálã massãde ôobrêque se obtém poÍ molde eléÍons que atravessaa cuba êletroìítica? (Dado:massaatômicã relalivado cobfe = 64.)
12Ì {FIúJ-SPìOu an t os gr am as def lúof , F2, podem s e r o b t Ì d o s p e l a d e c o m p o s i ç ã ô e l e t r o l i t i c a d e l 5 6 g d e íluorëto de cálcio,caFrT a) 19.
b) 33.
cl 57.
d) 76.
ê) 95.
13) (FElSP) U ma coÍente elétricade 5.0 A cnculã durãntë t h pôr uma soluçãode AqNO3produzindoAg, setivéssemos umâ soluçãô dè NiSO., utilizãndo seâ mêsma intensidadede coÍente nocaso acima qualseria otempo, em horas,necessáriopara pfoduziÍmos uma massade Niisualàquela de Ag? â) 1.33.
b) 13,33.
c) 3,66.
d) 0,91.
et 2.14.
(Dados:massasatômicâs:Ag= 103;Ni=59.) 14) (FAAPSP) Sãbe sequë, numã pilhâ eletrolíÌicá,â reâçãoglobalé Fe{sì+ 2Fe} = Portanto,o número de coulombs movimentado,por moldefero oxidado,é: a) 9,6 5 10 4.
c l 12, 6. 105.
b) 1 9,3 1o ',
d) 11, 6 103.
3Fea.
e) 12,6 10j.
(Dâd o:1 Fa râd ãy = s 6500C. ) '15) (ITASP) UmaÍonte,queÍornece u ma coíente eléÍica constônle de 3,00A, permaneceuligada a uma célula eletrolítjc. conlendo solução aquosãdê HrSOlê dois elètrodosin€rtes,Durantecerto interuãlo de tëmpoÍormarãm se 0,200mols dè H2em um dos eletrodose 0,100mols de 02 no ouÍo. Paraobter asquantidadesde pfodutos indicadasâcÌma,o interualodetempo, em sègundos,necessáriosêfá: . (o ,2o o 0 ,10 0J , 9, 65. 10r 3,00
,. io.4oo-0,200).9,65.1o!
. o,4oo 9,65 104 ' 3,00
al o,2 oo .9,6 5.1 01
"
"- \
3oo
{ 0, 4000, 200 ì.9 ,6 5 .1 0 ' 3.oo
pâdrãodeeletrodo: 16) (UniÍâp)Dãdôsôs pôtenôiâis cu,2+ 2e ---> cuo E0= 0,34V > A u o E o -1 ,5 0 V adifeÍençade porenciâldâ célulâCu,Cu*'z/ Au'3,Auo,é: A u* + 3eã) 1, 16V
b ) 1 ,8 4 V
c ) 2 ,1 3V
d) 1,34V
e) 1,16V
câp'Ìuto3EteÌrótise 295
17ì (unicampsPì Nâpilhade Dôniel(vêjaesquèmâ)oóoÍe a reaçãoznrj+culjq)=
znl;qr+cu{s):
Esqúêmâdá p hâ de DãnÌel
Oualdás sobsÌânciasda lislã aseguir,dissolvidã em ásuã,vocêescolheria pãra colocarnocomparti mentoB,á Íim de que e pìlha possa pfoduzireletricidãde?JüstiÍique, PbSOÁ,ZnSO.. ListaI HCì,ZnCl2,CuSO4,HrSOa,Na2SOa, 1A ) (P UCMG) Parã âcélulâelet f oquí m i€, abaix oes que m ê t i z a d a , ã d i f e Í è n ç â d o p o i e n c i a l e n Í e o s e l e t r o dos é, em volt, de:
d) +0,93.
c) 0,93. a) -0,67, b) +0,67. (Dados:Ag'+ ê ---> As E0= +0,30V; Pb"+2e-
> Pb
E0= {,13V)
19) {CêÍerPR) A pìlhd elel'oquíri.à resuhanledes re6çõês: 2al(sì 3Ag2S{") 2Alr3r + 3As2S{s)
-
>
--+
2ali:q) +
6e
ôAg{s) +
3S;'q)
2Ali"3q} +
3se)
6e + 6AsG)
gera umãdìferençadô potënciãlisual ã: dt -2,459 V.
(Dados; potenciais da reduÉode elëtrodopádrãoa 25'c:AflAl: -1,66v; Âglag: 0,799v) 20ì (FËj-SP) dã r6açãodë pilhãCdo+Cu{ = A forçaeletromotriz a ) - 0, 058V {Dados:Dotenciaisde oxidaÇáo:Cdo:+0,402V; Cuo: 0,344Vì
pâdrãoé: Cuo+Cd" nascondiçõès
d) -0,746V
el
t,243V.
296
Unidâd€6 - ElãÍoaúímicá
\ 2t) {PUCC-SP)Nas pilhasse€s, geralmenteutilizãdasem lanÍernas,há um envoltóriode zincomêtático q um bâstão cêntr6lde grarite Ìodeado de dióxido de mãnsanôsë pãsta úmidã de ctoreto de amônio e zinco,conformê a Íigura abaìxo:
úmidâ dê NH.Cl,ZnClr,ê
rodeado por ÌünO, úhido,
As reâ çó êssã oc om plex as ,pof ém quando o Í lüx o d e ô o Í e n t e é p ê q u e n o ,p o d € m s e r r e p r e s ê n Ânodo:zn{s)
2e- + zn'z+ Cátodô:2Mnozs) + 2NHi + 2e
Mn2O3(s)+2NH3+H2O gasta há aumento nas mãssãsde: À medida quê a pilha sê@ vaisendo a) b) c) d) e)
zinco meiálicoe ásua. dióxido de mangânêsë ásuã. sôisde amó ni oede2inc o. zinco meiálico è dióxadode mangaôês. a môn iâ,ásua ,s ãisd€z inc oeóx idode m anganê sl l l .
22) (PUCMG) UmaÍaca dèfetrofoiesquecida dentro dèumã solução 1,0 moULdê nitrato mercúrico.De âcordô com essainÍormaçáoe com a tabela abaixô,é coíêto âÍnmãrque:
H q ' r+ 2 e = a ë ' z+ 2 e = aì bì 6) d) e)
H 9 E o =+ 0,85V (25ôc,1stm) F e Ê o ={,44v(25ôc,1atm)
a faca ná dissolversë. o turo ná soÍrerreduçáo. o tero será o agênteoxidantôda reação. os íons Fe+2êm sôlução rec€bêrãoêlétronsdo nercúrio metálico, os lon sme'cú. ic odês oluç ãos oÍ 16r á0or d6ç ão
23Ì {Fu ve st SP) Fe r o z inc ado é f eÍ o que c ont ém pe q u e n aq u a n t i d a d e d e z i n c o m e t á t j c o .A p r r t i r do s p ote nciaispádr ão de r êduç áo,lis t adosa s êg! i r , e x p l i q u eo s s e g u i n r € sÍ a t o s o b s e r v a d ô sn u a) Reb itesde ÍoÍoem es quâdr ias dealum í nio@u s a m â c o Í o s á o d o â l u m i n i o , b) Pregosde ÍeÍo zincadosão resistèntesà ferugem.
zí" + 2e =zn
{,763 -1,663
câÊituro3EreÌror'se297
2,ll {Fuvest-SP)U ma ligô metálica,ao ser mèrgulhadaem ácido clorídrico, pode permanecer ìnalteradã, soÍrer dissolüção parcia lo u d issolu ç ãot ot al, O laldãs s it uãç óësac im a s e r á observada com a liga de cobre e zinco (lãtão)?JustiÍique utilizandoasinformaçóesdatabela ão l.do:
EO(Vì
+ 1,36 +0,34 0,00
-0,76 25) (Vun€sp-SP)Encanamentosde feío mergulhadosem água sof!êm corrôsão,devido principalmentea reâçãoFe(sì+ 2Hiaq)--> Feï;q)+ H",). Páraprotegerencanamentosnessascondiçóes,costuma-seligá los a batras de outros mètãis,que são coíoídosao invés doscanosdefeiio.Conhec€ndo ospotenciaispadrãode reduçáo: cu2 '+2 e =
cur , )
Eo= + 0, 34v
F e2 '+2 e =
Fe l")
Eo= ! , 44v
Ms"+2 e
=
Ms i, )
2H'+2e ,::a H-.
Eo- 2, 37u Eo= o. oV
e dispondo se dê bd'rês dê Íagnésio e (obre. propó6-s6: a) Ou êlmê tâld eves eÌ ur iliz adoparpr a oleger oênc an a m e n t o ? J u s t i l i q u e . b) Escre váãs re âçóes queoc or Í em na âs s oc iaç ãodoc ã n o d e Í e Í o c o m a b a r a m e t á l i c ae s c o l h i d a , indicandoo âgenteoxidántee o agenteredutoi 26) (FEISP) A pilh ad ec om bus t í v elénuit o m Õ dêr nae im p o n â n t ep a r a a i e c n o l ô s i ad a e r a e s p ã c i a l ( o hidrogênio é aenerqiâ doluluro). Ela não apresentâsubproduto nocivo e transÍoÍma â ènergiãquíml ca d irèta men tee mener gia6lát r ic a. c om! m â eÍ ic iênci a s u p e r i o r 68 0 , 0 0 7 q . l s téo m u i t o í â v o r á v e l , j á que os gerôdores elótricos apresentãm umâ eficiência ao redor dc 40,0%. Emborá itreversível, a solução eletrolíticapodês8rsubstituídâ de modo a permitiruma operaçãocontinua,Considerandoas seguinresequaçóesiônicasìncompletas: anodo; H2+......... ---> H2O+.. ..... Cálodo:Or+.......---> OH +... quaLdassê9uintêsreãçõêsé coerentècom o que ocorc nocátodo oL nô ánÕdo? . H 7 o +e d' H- - 02 12 + 1.o 2+ A2o "t
br lo,-l-ro c) O2 +2 HrO+ 4 ë
êt o.-2P' -2e
- or -H)o
ì 2oH
> 4O H_
27) (UFU MG) Muitâs cânâli2açóesdefetroi presenlesem construçóesântigas,possuemproblemasrelacionãdosà corosão. Umã maneira de prolegertais cânãlizaçõesconsistëem colocar as canalizâçóes delero em contalocom oLtfo mêtal ã pÍopriado. De acordo com a tãb8Ìãâbaixo,o metalmais indicado p6ra protegerestãscanãlizaçõesé: Eo(V)
-0,44 o,16 0,40 1,50 a) chumbo.
b) zinco.
c) cobÍë.
d) Prata,
e) ouro,