Copílulo2
Pilhos Conceilo Pilrr é a denominaçàodada ao djspo sìlj!o que aproveilaa tÍansferênciade eÌétrons,em umâreaçãode oÍjdação,r€dução, para propiciar, assim, o aparecimeniode umâ correnteeléÌricaatravésde um condutor. D$sa maneira,a pilha convertee,1ergra química em eneryi.Ì elét ca. Entãol
ffiltr'l
Pìlha ë o disposííivo que conterte eneryia quimis em energia elét .a. Em 1800,o fisico italiaÌìo AìessandÍo Volta (1715-182'7) construiuâ primeìrapi Ìha. gssa pjlha ó constitujdapor um con junlo de placasde zinco e cobre,eÌÌÌpiÌha dasalteÍnadamente por cartões e separadas embebidosem soluçàode ácìdo sulfúrico. As placasde zincoconsritucmo pólo negarivo e !ìs de cobre,o pólo positivo. A "Royal SocieÌy" de Londres construiu ma dessaspilhascom dojs Ìnil pares de pÌdc...qL( permiriua Humthr) Dd\) e \,ÍirhaelI d-adr) r(Jli,,arem.ua. p(.qu.iì,. Vamosconstruíruma pilha? Pilha é. cnião, um sistemaenr que umâ reaçãoquimìcaé âpÍoleiÌada paìâ produzi| encÍgiaeÌéúica. vocè podcIno-r" uma fil_J dd .eguìnte mrn<ira. l:) Mergulheuma barra de zincoenÌ uma soÌuçãode sulfarode zjnco(ZnSOr)e uma barre de cobreem ulna soluçàodc sulfarode cobÍc (CuSOa).O conjunroque compreende . barra me!áÌjcae a soluçàodc seusioÌÌs recebeo .loÍte óe etetrodol znt
eldfodo derncolzro/Zn"ì
eleÍodo d! cobre iC!oiCu,'ì
25O
u'idd" 6
Er.Í"q,-"â
29) Em seguida,instaÌeum ciÍcuito exteÍnoconstituídode um fio condutor,uma lâmpâda indicadorae um amperimetroideaÌ(resistência inleÍna desprezivel):
de coÍÍente,Conseqúente Vocêvai perceberque o ampeÍimetronão acusapâssagem mente, a Ìâmpâda permaneceapagada3:) Finalmente,complet€o circuitocom um tubo de vidro contendogelâtinasatuÍadacom um sal(por exemplo,KNO,). Essetubo de vidÌo em forma de U recebeo nomedeporF
Agora, você perceberáqÌdea lãmpada se acende.Então, está conslruída uma pilha. Uma pilha com eletrodosde zi\co (Znu/Znz') e de cobre(Cuo/Cu':.) foi idealizadâe construidapelaprimeiravezpelo químicoinglêsJohn F. Daniel; por isso,ela ó conhecida poÍ pílha de Da ie . Mas, o que ocote com a pilha em íuncìonamento?
Fazcndoa observaçAo c uma aÌráiisequimicadassoluções,notaremoso seguinie: A lâmpadaseacende,o que prova a exis!êncjade correnÌeeÌótrjca. Âpós certo tempo,a barra de zincodiminui de tamanho,ao passoque a de cobretorna_ semajor (fica com massamaior). A soluçâode zinco fìcamaisconcenrradâ, enquanroa soluçàode cobÍefica majsdiluida. O amperimetroacusaum fluxo de eléúonspelocircüiroexrerno.dabarra de zincoparaa Como explicar tüdo isso? Todos €ssesfatos podemser explicadosda seguinteforma: Osátomosdezincodabarrametálicapas samparaa soluçãona formadeionsZn'?l. Cada átomo, ao pâssaÍpâra a solução, deixadois elétronsna bârrâ. lsso explicapor quea barrade zincoperde massae a soluçãode íons Znr* fica Esseprocessoé chamadode semíreação de oxidação e pode ser expressopela equação:
Zí' pasa pâra
ficam na
. Os elétronsdeixâdosnâ barrâ pelosátomosde zincopercorremo circuitoexternoe che gamà barrad€ cobre.Issoexplicao aparecimenÌo do fl xo de eléÌronsacusadopeloamperímelro;e é essefluxo que làz com que â Ìâmpadase acenda. . Os elétronsquechegamà barrade cobre, provenientesda barra de zinco, âtraem os ions Cui* da solução.Os ionsCur., umâ vez em contato com a barra de cobre, recebemesseselétronse se convertem em átomosde cobreCuo,que sede posilamna barra. lsso explicapor que a soluçãode cobre fica mais diluida, ou seja,maispobre em ions Cuu , enquantoa barrade cobreaumenÌ4. EssepÍocessoé chamadode semi rcação de reduÇãoe pode ser exprcssopcla equação: Cu!* +
2e
Cuo
252
uniaaa.6 treÌ,oqurm ca
A somadas equaçõescorrespondentes às semi-reaçõesforneceráa equaçãoquímìca globalda piÌha: semi-reaçãodë oxidação: ZÍf + 2e > Z;* semi-reâçãode Ìedução: Cü2* + 2e --> Cu! + crf 7no+ 1. çu]\ zi. As pilhâs qüe possuemreaçõesglobais de oxirÌeduçãosão denominadaspìthas dc oxine.lução oü píÌhas re|eó1v"ts (â piÌha secanão é reversível). Neste Ìirro, estudaremosapenâsâspilhas de oxirredução.
A polui$odocoÍroeléfÍico Uma pesquisarealizada no Depafiâmento de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade Cârnegie Mellon, em Pittsburgh(EUA), apÌesentouconclusões que podemjogar por terra a aum de nãopoluentedos caÌros elétricos. Segundoo estudo, que foi publicado recentementena revista cìentífica Scterce, os modeÌos elétricos são tão poluentes quâÍto as versõeseqüvalentes tradicionâis, imp!ìlsionadospelos motorcs a combustão. "Nós âüeditâmos qÌre o chumbo liberâdo no ambientepeloscarroselétricospode câusarproblemâsde saúdepúblicamais sigdficativos do que os poÌuentesemitidospor veículos convencioÌÌais",disseà -Folra Chis Hendrickson,membro da equiperesponsável O chumbo a que se refere é o das bateriâs usadaspara âlimentar o motor elétÍico do carro. Tais bâterias contêm um ácido baseâdono elemento químico, que pode oontaminar o meio ambiente durante processode produçãoe rcciclagem dâsbatedâs.
[...] Ele acrescentaque "um fator im portante,nos estudossobre impactos âmbientaisde veícuÌoseÌétricos,é que esses veícuÌosexigem geraçãode eÌetricidadee essageraçãotem suaspróprias emissõesde [-..] Em um paíscomo os EstadosUnidos, com a maior frotâ âutomobilísticado mundo e onde â geraçãode eletdcidade depende mâjoritúamente de usinas nucÌearcs e térmicas(a carvão), â poluição que elas prcduziriâm âpenaspaü aÌìmenta.ras bâterias não pode ser desprezada. Estudos independentesmostram qüe, se por üm Ìado os carros elétricos diminuem a emissãode poÌuentesbaseadosern carbono, como o monóxido de cmbono e hidrocarbonetos (emitidos por motoÌes aÌimentados poÌ combustiveisfósseis),por outro aumentâm a poÌuìção por dióxido de ca$ono, óxi dos nítricos e súlturicos Adaptado de: Pãulo Fernândo Sitvestre Jr Folha de S. PaútÒ, 18/6/1995,
Denominoções doselefrodos Vocêjá sabeque o conjuntoque comprcendea barrâmetálicae â soluçãode seusions rccebeo noÍne de ektrodo. Os dois eletmdosde umâ pilhâ sãochamadosde á odo e cátodo: . árodd é o eletÍodo que emiíe eÌérrons para o ciÍcuito exiemo; constitui o pólo negaíiro dr pxrÌ4. . cáíodoé o eletrodoquerecebeelétronsdo clrcuito externo;constituio pólo posítbo da prrna.
capÍtuto2
pirhõ
253
tï:*?ii:ff:l:l -r'i?""1i:lxiiliJJ;1ïl:l -rq*l indÌcaDão dapilha: zn0En,.//Cu,'tcu0
-+ doetstrcdo eúsoÍpamo eFprordeetélíons ObserÌaçâo: Cada eletrodo de uma pilha recebetambém o rome de semicela,e o conjÌrto complero que constituia pilha é chamadode celaeletrcquímico.
ffi ExercÍclosde oprcndizagem W EÁ5) obsre aoìado0 esquena deuM piÌha. â) Qüeìârninâvâì dininuir? h, b) QueÌâ6inâvai aüneirâ'? .) Qualeletrodo coÍs1ì1üi o âiodo? d) Quâleletodocoisriruio úrodo? e) Qualé a indicação píha? dessa rì EÍrelaa equaçào da MçàoslobaldsM pilha.
EAó) ObseÌve ao lad0o esquena deuna pilha. Agorâ.rqDonda: a) Quesoluçáo seconcenlÌa? b) QüesoluÉosediìui? c) QüãÌé a indicaÉode$apilhâ? d) Oblmhaa equação piÌha da EaÉo slobaldessa
Polenciol de olefÍodo Vimos, anteÍiormente,o funcionâmentoda pilha de Daniell. Vamos.erÌtão.revero que ocorre,agoracom majsdetajhes:
254
unidôde6
Frerôquífrrcâ
Quandoalâmina de zincoé mergulhadana solução,háum pÍincípio de ionização,ou seja, átomos de zinco deixam dois de seuselétronsna lâmìnae passampara a soluçãocomo Zn'*, estabelecendo, então,o equilibdo:
O mesmoocore quandoa Ìâmìnade cobÌe é mergulhada na soluçãode sulfatode cobÍelÌ, ou seja,átomosde cobre deixamdois de seuseÌétronsna lâminae passampara a so luçãocomo Cu'z*,estabelecendo, tâmbém,o equilíbrio:
Estabelecendo a conexãoentreasduasÌâminâsatravésde um fio condutoÌecolocando a ponte salina,cadaequiìíbrioé deslocadono sentidodo processo(oxidaçãoou redução) quepossuia maioÍ tendênciaa ocorrer. No eletrodode zincohaverádeslocamento no sentidoda oxidação.Dess€modo. o zinco (2n0) perdeÌá eletrons que fluirão através do fio condutor e chegarãoao eletrodo de cobÌe, ondeos ions de cobreII (Cu'*) receberão esseselétrons.Assim,no eletrodode cobreo equiìibrio seÍáde\locadono \enridoda reduçáo. Surge,assim,uma correnteelétrica,ou seja,um fluxo de elétronsno fio condutor:
C u!= -C u" + 2e
\_ r Est$elérÍons
I I alÍavé6| I chosado
L o "' :, 1
câDiruro 2
PrhN
255
A tendênciaa desÌocaro equilibrionunl dos sentjdosfoj denominadapotenciatde ele /r.odo,simbolizadopoÍ E. O potencìaldeeletrodopodescÍ: . poíencialde oxidàÇõo(E,d): indicaa lendênciamaìoÌ a deslocaro equjìibriono sentido da oxidação; . pote cìalde reduÇão(E"d): indicaa tendênciamaior a deslocaro equjljbriono seniidoda reclução. Alguns falorespodeminfluenciaro potencialde eleÌrodo.Dentreeles,vejâmosa rem_ peraíura e a concentraçõodos íoì1s,
I 9 Íotor:tempeÍofuro Um aumentona remperarurado elerrodofâvorecea perdade elétrons.Enrão, o equili brìo se deslocano sentidoda oxidação,havendoum aumentodo porencialde oxida;âo.
Zn'z' + 2e
29Íoïor:concsnfÍoçto Um aumentoda conceÌrúação dos ions na soluçãofâvoreceo recebimenro de elérrons por paÍte d€sses ions, ou seja,o desìocamenlo do equìÌibriono sentidoda redÌrcão.devido ao efeitodo ion comum. Ocorreum âumenrodo porenciaÌde Íeduçàoou uma diminuição do potencialde oridação.
A medido dopofenciol Devido à influênciada lemperarürae da concentração no poÌenciâlde eletrodo,coúvencionou-se quea suamedidaseriaeferuadaà temperaturade 25oC. em solucãoI molaÍ e à pressãode I atm. T€mosassim,opotenciaÌ norìfialde eleírodo,simboÌizadopor 80.
256
unldadê6
Eetoquimicá
Então: . ELü: poÌenciaìnormal de oxidação; . ELd:potenciaÌnormal de redução. ÌeaÌizar,devemos,antesdetudo, €scolherum pa PaÍa qualquermedidaquedesejamos drão e uma unidadede medìd4,) PaJâ^ medida do potencial de eletrcdo, escolheu-secomo padrão o e1eÍrcdode hidro' gánio e como unidadede medidao tolÍ (v), que é a unidadeconvencionalpara polenciâl elétrico.
lHl = 1 r\4
H, r d+ 2 H ' + 2 e eletÍodopaúão dshidogânio: Eo - o
O eletrodo-padrào de hidÍogênioé constituido por uma solução1 M de ácido, na qual fazemospassarum fluxo, à pressão constantede I atm, de gáshidrogê njo, estandoo sislemana temperalura de 25"C. A lâminade plaÌina,alémde propiciaro contatodo eletrodocom o circuitoexleÌno, também faciÌita a reaçàode oxidado hidrogênio,poisadsorve ção-redüção o gásem suasup€rfícìe.A esseel€trodo foi associadoo valor de potencialnulo: E' = zerc,
de hidroAssim,paramedirmoso potencialde um eletrodo!usamoso eletrodo-padrão gênio,acoplando-oàquelecujo potencialdesejamosconheceÍ,em uma montagemsemelhanteà pilha de Daniell. Vamoí então, medir o potencial nomal do eletrodo de zinco? observe:
O voltímetroacusauma ddp (diferença de potenciaì)de 0,76 V e indica que o movimento dos €létronsé do el€trodo Zno/Zn'* paÍ^ o eletrodo-padÍao. Concluimos,então, que no eìetrodode zinco está ocoÍÍendo oxidação, po\s hil saidade eìétrons.Essaddp medidaé o potenciâlnormal de oxidaçãodo eletro do Zn,lzn?', poiselemostramaior ten dênciaa oxidar-se.
lzn"l - I M
lH'l-1M
r - 25oC
r- 25'C
E3- = + 0,76 V Eleúodo Zno/Zr1E3-id= 0V Eletrodo-padrão -
câprbro,- P i rh* 257
è majorno elerrodo7n0 7n' (dâìo sinal- paÍao \eu Comoa rendència a o\rdar-se potencial),seÍámenora suatendênciaa reduziÍ-se,Dessemodo, o potencialde reduçãoterá o mesmovaloÍ absoluiodo potencialde oxidação,porémcom sinalcontrário: E!-d = + 0,76 V Eld = -0,76 V Agora, vamosmedir o potencialnormal do eletrodode cobre:
O voltim€tro acìrsaumaddp de 0,34V ein' dica qu€ o fluxo de eletronsocorre do ele trodo-padÍãopaÍa o eÌetrodoCuo/Cu'?+. Concluimos,entào,que no eÌetrodo-padrão estáocorrendooxidação;dessemodo, a tendênciaa ocorrer oxidação é maior no eletrodo-padrão. Logo, no eÌelÍodo Cüo/Cu':* é maior a tendênciaà redüçõo. Assim, a medidada ddp obtida é o po tencial normal de reduçâodo eletrodo cuo/cuu*, pois eÌe mostra maior tendênciaa reduzir-se.
lHl-rlr l - 25"C
ElerrodoCuo/Cu" + E:d = +0,34V Eletrodo'pâdrào + E9.d= 0V
lcu,.l-1 M i -2 5 " C
Como a tendênciaa reduzir-s€é maior no eÌetÍodoCuo/Cuz* (dai o sinaÌ + parao seu potencial),serámenoÌa suatendênciaa oxìdaÍ-se.Dessemodo, o potencialde oxidaçãot€ rá o mesmovalor absolutodo potenciâlde redução,porém com sinalcontÍário: Eo"d= +0'34V E3"td= ,0,34 V Com baseno que foi feiúo,poderíamosaté começaÌa-conÍruir uma tabelade poten ciaisnormaisde eÌetÍodo.Veja:
Zno
+
Znl* + 2e'
Hr(g) +
2H'+2e
cuo
cu" + 2 e
+
258
unaaaeo
e etoquimca
E lbi exatamentedessâmanejÍa(isto é, experimenralmenle) quc a rabelade potcnciais de eletrodofoi obtidâ: Porcncitisdo or
i,i; ,j ,l
3,04 ,2,92 -2,9t -2,89 ,?,81 ,7,71 -2,37 -1,ôE 1,1I 0,83 -0,76 -t,74 0,48 0,44 0,28 -0,23 -0,13 0,00 + 0,15 + 0,34 +0,40 +0,52 +0,54 + 0,77 +0,80 + 0,85 +1,09 + 1,23 +1,3ô +2,57
aqu0$| M, a 25"C . 1 alm) lomrolts,oms0lü0ã0
Li =li +e K= K ' + e B a + Ba " + 2 e S í + S Í' + 2e Ca+Ca"+2e Na+Na'+e M q + Mg r' + 2 t Àl +Á1"*3e M n = Ív l n :' + Ze H ? + 2 í0 H ì+ 2 H ro + 2 e-
c o = C o ' ?+' 2e Ni+Ni"+2e Pb+ Pb ? ' *2e
+ 3,04 + 2,52 + 2,90 + 2,8I + 2,81 + 2,11 + 7,31 + 1,66 + 1,18 + 0,83 + 0,7ô + 0,74 + 0,48 + 0,{4 + 0,28 + 0,23 + 0,13
H, = 2H'+ 2e
0,00
c Í+ c l ' + 3 e S' = S+ 2 e
c u ' = c u ,' + e c u = c f' + 2 e 2 (0 H ) = H ,0+ 1 / 20, + 2s2 l + i ,+ 2 e
H q + H g r' + 2 e Z B t ê Brr+ 2 e H ,0 ê 2 H ' + 1 /20,+ 2e 2 C l ê C l r+ 2 e 2 t = F ,+ 2 e -
0,34 0,{ 0 0,52 0,54 I,l 1 -0,80 -0,85 -1,09 -1,23 - 1,3ô
No eÌetrodoZnolZnr* ocor íe oxidação,poisoE:ndémaior, e no eletrodoCuo/Cu" ocorre Íedução,poìso E:.i é maior. El,í- * 0,76 v Elí- -0,76V
E:,i- 0,3{v Eld-*034V
QuantomaioréoEtkd,naioféatehalênciaaocoffetoxidaçAo;q4antomaioréoErEd, moìot è a !endènciaa ocoüeÌ.eduçòo.
câpít,r"2
ffi
Pirhas 259
Exercíclorcsolvido
ER3) Observêâ tâbela:
., Co=Co'z*+2€ €) b) c) d)
,Sgi;
:,Èg;.I
+ 1,66V
1,66 V
+ 0,28V
o,zav
Ouem se oxida mais facilmont6? Ouem se rcduz mais facilmente? Ouâl o melhor âgentê oxidanteT Ouâlo melhor âsente redutor?
a) Oxida se com maaorfãcilidadsquem spresentamaior Egnó.Então, o alumínìo(At) sê oxida m€is lacilmente que o cobalto {Co}, pois + 1,66 V > + O,2a V. bÌ Reduz-secom mâio. íôcilidade quem apresenta maior Egd. Então, os íons de cobalt o ll { Co z + )s € r€ d u z e mmã i s râ c i l me nteque os íons de al umíni ol l l (A l 3+ },poi s - 0. 28 V > 1 .6 6 V. c) O melhor asente oxidanteé aquelequê se rêduz mais Íacilmente,ou seja, o Cor+. d) O melhor asente redutor é aquel€qu€ se oxidâ mâis Íacilmento,ou seìa,o Al.
W ExercÍcr'os de aprendizogern |Wffif f,Â7) Un eleÍodoBeDérico A0/A" âprÉsenta Elid = + 0,20v. Qüalo valordo Eh desse eld'odo? DÀE) Un elelÌodosenédco B0/8" apremo rl
= + 1,20v. Qualo valordo E3ú d€sse cìetodo?
EÂ9) Dadaa râbolâ:
SOrio"çeo -
Nlio> Ni,' + 2e
a) Quenseoijdâ nais laciln€!&? b) Qü€nseÌ.düzmahrâcilnc e?
EL: + 0,21V 0,14v
rÍ" ' -0,21Y + 0,Yv
c) Qualo nelho!aseft ondanret d) Qualo melhorasenleredüto'?
EAr0) Con bâ$ nospolerciaìrdeondaçãodd kniÌeaçõetabaixo,.elponda:
+ Z,$v + 0 ,l l Y a) Quanpsd. elélroNmis hciìffllr? b) QuemftetÉ clalonsnaìi h.ilmedt€?
c) Qualo ÍÌelhora$nteondante? d) Qualo nelhorasente Edütol?
260
Unidade6
ElêÍoquÌmica
A Íunçõo doponlesolino Como vocêjá sabe,a ponte salinaconsisrenum tubo de vidro que conrémgelatìnasâ, turada com um saÌ,como o KNOr, por eÍemplo. A ponte salinaservepara permitiÍ o ercoamento aleíons de Dma semicelapara a outra. Vamosadmitir a pilha de Daniell (eletrodosde zincoe de cobre). A medidaquea pilha vai funcionando,verifica-sea tendênciade seformar um excesso de ions Zn'?-no eletrodode zinco,pois, como vocêsabe,ocorrea reaçãode oxidação: Zni ' Znz'+2e Enquantoisso,no eietrodode cobrehá â tendènciade lìcar um excesso de ions SOI , pols ocoÍre a r€açãode reduçãodos íons Cu'*, tirando os da soluçào: Cu" + 2e * Cu' Essesexcessos de cargabloqu€ariama piÌha senão exisrisse a pontesalina,quepermire um escoamento dos ions em excesso,Com isso,a cargaglobalem cadasemicelaconlinu:r nula.
Em lugaÌ da ponte salina, podemos usar uma paredeporosa para separaras duas soluções.Com isso,permitimoso es, coamentoclosions de uma paraoutra soÌu ção, a fim de mantersua neutralidadeelé trica.
0 Íunclonomento do pilho De acordocom o qüejá estudamos, pod€mosdizerquena pilha deDaniello fluxo deelétronsseestabelece do eleúodode zinco(Zno/ Zn'1* ) parao eÌerÍododecobre(Cuo,/Cur_). ou sela, do eletrodo de maior para o de ìnenot potencial de oxiddçaío.
cãpilro,
eletÌodode zinco (E8.jd= + 0,76 V) eleÌrododecobre(E3^d=
0,34 V)
zn'1* +
P|hõ
261
ir;\ _::: ll :2" (/
Cuo
poqúeap'e. 0cdrercduqào
Como os átomosde zinco(Zn") setransformamem íons de zinco(Zn'-) por peÍdade elétrons,os quajssãoÍecebidospelosions de cobre(Cuz*), quesetransformamem áromos pela seguinlesimbologia: de cobre(Cuu),a piÌha de DanielÌé Íepresentada
zno/zn'. (r M) // cr'1.(rM'r/c.u" Assim, para obtermosa equaçàoglobal de uma piÌha, devemospÌocederda seguinre 19) Manter a equaçãode maioÍ E:nd. 29) lnv€rtera equaçãode menor Eld. por númerosadequados, 39) Senecessário, muÌtiplicarâs equações para igualaro número de elétronsperdidoscom o númerode elétronsganhos. 4:) Somarmembroa m€mbro. Então, para a piÌha de Daniell,temos: Zno Zn!+ +,2e' Cuz* +-2e" - Cuo
zn,,+ cu,n _ zn,. + cuo
(mântida) (invertida) (equaçãoglobal)
O cáÌculodâ dilereÌrçade potencial(indicadapor ddp ou o'.rfoÍça eletromorriz fem) pode ser feito com a fóÌmula: ^Eü
Assim, para a piiha de Daniell,temos: ele:lodozia / zn'* | E3,d = +0,76 eÌerrodo cuo/cu':*: E3,ü= -0,34 ÀE'=
-0.76 -(
0.341 -AF'-
10.7ó + 0,34
262
untaoe o
aen"q,imica
Concluindo,vamosfazerum esqÌÌemageralda pilha de Daniell:
+ 0,76V
E3"t= -0'34 v
Saemelétronspara o circuito.
Chegamelétronsdo circuito.
Os âtomos Zno da lâmina perdem €Ìé-
Os cationsCü:* da soÌuçãorecebemelé'
zna -
Znz* + 2e
Ocoííe íedução: cu'*+2e--Cuu
Os catioÍrsZn2* foÍmadospassampam a solução.
Os átomosCu' formadospassampara a lâmina de cobr€.
Aumentaa concentraçãodos íons Znz* e a Ìâminade zinco sedissolve.
dosions Cu:* e a Diminui a concentração lâmina de cobÍe aumenta.
a paredepoos catíonsznz* atravessam rosaou a pontesalinaparamanteÍoequilíbrio do sistema.
os anionsSO; atravessam a paÌedeporo' sa ou a ponte salina para manter o equìlíbÍio do sist€ma.
Este eÌetíodo,por convenção,é denomi nado ânodo e constitui o póÌo negativo da pilha. LoEo, ânodo é o pólo de onde saem os e/átrors, ou seja, onde ocorre umâ oxidâção.
Este eletrodo,poÍ convenção,é denomi nado cátodoe constituio pólo positivoda pilh^. Logo, cótodo é o pólo onde chegam or elétord, ou seja,onde ocorreuma redução.
Observaçío: Além da pilha de Daniell(€l€úodosde zincoe de cobre),outrasmontagenspoclemser feitas,bastandopara isso escolherum par d€ metais,de modo que um cedaelétronse o Nâ montagemde umâ pilha, a escolhado par de metaisdeveserfeitaatravésdeconsuÌta àtabela de potenciaisnormais.Feitâa escolhado par de metais,preparamosassoÌuções dosíonsdos Íespectivosmeíaise mergulhamosn€lasas lâminas,numa montagemidênlica à da pilha de Daniell.
capltulo2- Pilhâs 263
wg ExeÍcÍc,bsresofuidosW EB4ì
Dâr â êquâçãoglobãl € calculara diterençade potencialde uma pilhâ com elêtrodosde mâgnésíoe chumbo. A segun, fazer um esquemada montagemd€ssa pilhâ. lnicialmente,consultamosa tabela de potenciaisnormâis,procurândoas semi-equaçóes das semi rcãçóesdo mâgnésioe do chumbo: M go+ M g' z + + 2 e E3 d = + 2 ,3 7 V (potênci ãl mai od P bo+ P b' z *+ 2 e E:,i d= + o ,1 3 V ' Mgo Mg2+ +. Ph2+ +.2e-- + Pba M go+ P b2+ - M g r+ = ^Eo
-
(â + Pbo-(equâçãoglobat)
E3,o E,o,t {maion (menoÍ)
+
^Ea
- 2,37 - {- O,t3r - + 2,37- O.13
-
aE9::.+1,24V
hô!.çáorMgo tMg" // Pb" lPbÍ
Dadasâs semir€açõos: Ato +
A t 3+ + 3 e -
cuo+cu2*+2e
E3 ,t = + 1 ,6 7 V E,o.d= -O,34 V
câlculârâ ddo de uma oilhâ com eletrodosde alumÍnioe de cobre.
ato-at3++3ecuo-cu2++2ê
i:iç.r.i
E&d= -o,34 V
Não se esqueçaque o ânodo é sêmprco dê msior E8d. Então: E S x d - E o rrd + a E o = + 1 ,6 7 - (-o,34ì lânodo) (cátodoì + A E o= + 2 ,o t V Rosposta: ddp = + 2,Ol V. À E o=
= aE o= + ' 1,67 + o,34
+
264
EletoquÍmica
Unidâde6
ER6) Fazero 6squemade uma pilha com €letfodosde ãlumínioe crômio. A seg!ìr, idêntificaro ãnodo 6 o cátodo, calcularã ddp, descobrirã equaçãoda reaçãoglobal e exp,êssarsim bolicamentea pilha. Inicìalmente,consultãmosã tãbela de potenciâisnormâis,onde encontrãmos: A lo+ A l3*+ 3 e
E3"d= +o74V
c r o+ c r 3*+ 3e
ehhdoÂtotAÌr'detmúcl/cr3' Iârodd lcllodo)
aEo= E3"a-
+ aEo: +'1,66 (+O,74)
e3,r
{ânodo) (cátodo) = A E o= + 0 ,9 2 V
-
AEo: + 1,66-0,74 =
A lo- A l3*+ ?é c r 3+ + 3é- + c ro at o+ c Í 3+
@ + A t3 + + Cro -(equação dâ reã9ãoglobâl)
ERT} Dsdas as semi reações: alo - A l3+ + 3 e F eo= F e2t + 2 e
E 3 ,d = + 1 ,6 6 v
E&a= + 0,44V
determinaÍa ddp e descobrira equsçãodã rcaçãoglobal da pilha coÍespondente.
A lo+ A l3*+ 3e
Eg'd= + O,44v
F €o= F er *+ 2 e aE o=
E S n d, lénodoì
E8 " d
-
lcátodoì
AEo= +1,66-{+0,441
-
AEa= +1,66-0,44
-
+ LE a = + 1 ,2 2 v Pârsobtermosa êquaçãodârêâçãoslobal, dèvemosternas duãsequaçõesdassemi-fêãçóes o mesmo númerode elétrons.Quãndo isto não ocorre, essâsequaçõesdevem ser multíplìcadaspoÍ númeÍos aproprìados,de modo que o número de elétronsse igualel
aro - Arr+* p]" F eo -
F ê, + + i 2 i e
-{
r. zr
=
2 Ato =
2A t3* + 6e-
3)
=
3 Feo +
3Fe,t + 6e
2{to + 2At3+ +,6ê' 3Fê'z+ +.6ê: + 3Fso 2A t 0+ 3F er + > 2 A 3 + + 3 F e o
@
caprturo 2 P,rhas 265
EF8)
Dadãsãs s€mÊreacões: M s 2* + 2e + Íú s o E ? " d : 2 ,3 7 V : -O,23v Ni' z * + 2e = Nio EP"d des c obr ir aeq u â ç ã og l o b â l ec a l c u l a rad i fe re nçade potênci al deuma pi l hacom ei eúodos de magnésioê níquel.
Como são dados os potenciair de rcducão, vãmos convertè los em potenciaisde oxi-
M o o. . M o ,' | 2 e Nio + Ni'z*+ 2e
ii_;r::-:;-;;; il:,_--,------
I
-i
Eg^d: + 0,23v
Então: MSÕ -
MS2* + 2aa
Ni'z+ +2
/-
Nio
Ms' HlPY"q*"-á.
Àilqo
Ni
AÉo =
E Sx i d = a E o = + 2 ,3 7 E g. d (mâion (menon
-
sl"b"D \+ 0,231 = + 2,37
O.23 =
{W#Exercíciosde oprendizogem ffiHffi&WWW e qüaloânodo dapilhadeDaDieu? EA1r) Nã piìhâdeDaniell,durârleo seutuncìonâÌneÍlo, xA15)Qualoc.itodo uÍnad$ placa!múlicd s dilsoìve.enquanloa E6 visladisso, oÌrta lema süama$aaunentáda. f,Â10 CoDslllândo a lâbeladepoleiciaisn0rÌnais,lâçâo esquena da pilha,idertfiqüeo ânodoe o cátodo, placar? a) Quaissãoosnerahdessâs cahúea ddp,descübra a eqüaçao dâmçãoslobaÌ b) E6 queeletÌodocadaun delâsselocalizâ? por e expresse simbolicanenre a pilhâconstiluída 0 Qüaiso$ienôneÍosqúmhosqueocolEr pfla Dmvo€!osfãtosdescdt$? a) masnerio e zidcoi poÌosâoudâponlesaf,Arz) Quala finalidade daparcde lina? c) cÌônioe niquel. a tBk secuinle: E^ü) CoÌÌija,senece.lsário, peloiio que "Na pilhâdeDaniel,osíoN circulam oselólÌons Ìigaa! placas dezincoe cobre,enquanlo cúcìlan p€lapãÌedeporosa". xÁ14)CoÌnrelação à pilhadeDanieìì,Esponda: perde eìétons? a) Quen b) QuenÌsebeelélÌo ? c) QuÂlíonten a suacoftentlaÉoauÌnentada? díniiúda? d) Qualjon ren a su concenhaÉo
f,Â17)Consultando a tabelade poteDciâii normair,dÈ temire a eqüação da ÌeâÉoslobale o AE'dâs pilhasl a) AÌVAìr'//cur./cuo
v cüycú1'//Hs,'Mcr c)coorcor'//Pbr'/Pbo ü Fe\Feb//cthtcl0o e) CuqC\"//Ac./Aso
trÀtE)Dadoo Bquenadapìlha:
a) Qüalo sentidodemoviDeitodoseÌelrons petô ctcuito extmo?I o da conenteelélÌì€? Simbolìze o elelÌodoqueconíilui o cátodoe o queocoüemio cátodoe no Quaisd reaçôes d) Verifique o qüeocoÌecon aslâninasdèMgoe
Nì"e comâsconcentraços datsoluçõs.
e) Qualé â equagão da reação slobalda piÌha? 1) Qüalé a dileÍença depotencial dapilha? da piìha. 8) Dêa sinboìogia
A pilhoe o ospontonsidode Sãoconsiderados queocorremna Naturezasemiúterven "espontâneos"os processos ção direta do cienrista. Nessesentido, os rc1lçõesque se realizam em uma pilha são esporlârear, pois basra montar a aparelhagem pâra que o pÌocessose efetuepoÍ sj próprio. Agora, guardeo següinre:
lsso pode ser facilmented€monsrradoatravésde um exemDlo: Sáo dadosos eletrodosde níqüele estanho: Ni0
E;nd= +0,25V E3"ü= + 0,14V
Ni'. + 2e-
Sno
Como!ocèjá sabe.manlemo\a primeiíaequaçào (Elüdmaiorr.inveíemosa ,egunda " menoí)e somamosmembroa membro (Ij;,d (rnantida) Ni" Ni" +-2é' Sn" +2{ (inverrida) - Sno Nio+Sn':*-Ni?'+Sno Esteprocessoapresentaum ^E"que
^ Eo :
E:- d - s3". (majoo
(nenôr)
o_ pode sercalcuìadodo seguintemodo:
=
+0,25 (+ 0 , Ì 4 ) ^E o=
câpírulo2- Pirh$
Vocêtambémpode calcularo
267
fazendoo seguinte: ^8"
Nio - Nilt +réSn':. +J<' - Sno Nio+Sn']n*Ni':*+Sno
-@
E3"ü= +0,25v (mantìda) ELd = -0,14 V (mudoudesinal,poisfoi invertida) ESnd+ E:d = +0,25
0,14
^Eo:
t
' ,au, l
.ar, =.+9:.
Observeque, de qualqueÍmodo, vocêconsegue:
positivo. Enrão,todo processode oxirreduçàoesponláneoapresenta ^[0de oxirredução lsso nos permite fazer pÍevisõessobre a ocorrênciâ de reações
re
Exercíciosreso/vrdos
ER9ì Verìficarse ocorê â ssguìntsreação: cuo+Fe2+ + cu2++F€o Rssolução: quê: obs€ruamos Natabelade potênci€ìs, = o,34v É8,ra cuo-cu2++2e ESnd= + O,44V F€o-Fer++2ê Pafaconsegunmosâ.êsçõo desejada.devemosi.,verteía segundâequâção,pois quore' mos cuoe Fe2* no primeirom€mbro:
cuo+cur++2e Fe2++2e-+Feo
= -o,34v E3,id = Egd -o,44v
Somandomembro 3 mêmbro, obÌemos: c uo+ F er + ?c u 2 + + F e o
'-O,34-O,44 = aEo=-O,78V ^Eo em quêstãorão ocoÍe, ou seia,nãoé espon_ O valorrêgarvo signìficãquêo processo ÀEô- E3-. EP.d=
..,'
Pt"
c uo+ F e r+ ? c u 2 + + F € o
AE
t.["r, àra"s"
o,78V
poisAEo = -O,78 V < o. Rssposta:A reaçãonãoé êspontànea,
ERIO| DÊdôa equação Ni2+ + Mgo ì
Nio + Mgr+, doscobdrse a rcação corespondênte é
Consultandos rabela d€ potênciaisnormâis,temos: M go- M g, + + 2 8 Eg,id- + 2,34v Nio + Ni2 + + 2 e E&a= + o,25V Agora, somamosmemb.oa msmb.oessas equâçóes,de modo a obtera equâçãodo pro
Msa
Ms2* +*-
, Ni" Ni.- -2í N i 'z't vgo - 1;o* Y nr'
E&d= + 2,34V
Eg._ _o. _ aE o= t 2 , o 9 V v-
B€.poía: A rêâçãoó espontânea,poisAEo = + 2,09 V > O.
ERl1) Verificãr sê é esponréneaa r€ação rêpresentãdâporCoo + FeSOa Coo +
FeSOa * Fe'z++ síZ
CoSOa
-
CoSOa+ Fêo.
+ Fêo
co'z* + sPï
A equ8çãodo problêmaé: c oo+ F êr + + c o r+ + F e o A tabêla de potenciaisnormâisnos fornece:
Coo-çou**ruF.eo+ Fe2++ 2e
E8,d= + O,28v E.o.a= + O,44V
Agor8, somamosmembroa membroessasequações,de modo a obters equacãodo pro,
coo.'cor++2ê
E&d= +O,28V
Fs'
+ 2e- - F e o Coo + F er + + C o r+ + F ê o
E g d - -o,44v 6\ _ v = _O.t6V ^Eo R$posta: A reaçãonão é espontãnêa,pois AEo = -O,16 V < O.
ffi Exercíciosde oqendizogern $W$ f,419) DcscubÌã !€ sãoespontârcar a! íeâçõdrepeentadas pur: , â) sÌo + CaSOa SdOa+ Câo i) HSo+ 248' Hg" + 2ACo b) 2Nâr + Feü Ieh + 2Nao + 2Alo 2Alr' + SMno 3Lú'+ s) . c) Znr' + M8o Me* + zno h) Mn" + cd Àfto + cÌr + 2A8u Ag,SOa+ Cuo d) CüSO4 + 3Ba!+ 3BaCl? i) 2Àclr + 2Alo !q cuÜ| A8,sor - cusoa+ 2Aeo j) teo + CuSOa IeSOa+ cüo -
capíturo, Pihas 269
EA20)A FâÌtiÌdassenireações apftsenladas a ssüiÌ, compoihâa equâ9ão globaìqueocoÍa esponraneâdeumâreação
Br,L a + 2 e - 2 Ìr;q ) F rL [+ e -' F e í,i ]
+ 1,065 V + 0,776 V
f,,{21) vedfiques osprocessos abaixosãoou nãosponúreosl ,a) 8ao+ IC' * Ba" + Feo b) K ' + A s o A g ' + K o .0 Cur' + 2Nao 2Nâ' + cuo , d) Alo+ C/' + - Atrr + CÌ0 e) Cuo+ Mg" CDF + Mgo Nio + Zn, Nl' + Zio ì * + Feo zAs' Feh + 2A8o ; e)
pel6eletmdos E0ll Á pilh!Íomada Fo0lFe,'e Cu01Cu,' spÍc!enta unìâ dilercnça dEpot0nciatigu!ta +0,78V.S& queo potencial-paddo bsndo dercdução dd íoNCuu ' á ds+0,34V:
c!' - 2, - cu!
E P .,'o,r{v
e quea lãmina defeío (Fe!)sedÌss0he, descubn o potmcial.padião dereduqâo dosíonsFd'. + Fe,t+ 2aFar t[, - ?
E02ì llmaindúslÍis nêcÊssits AtoEr soluções denìErodeníquel 1 molala25"C.Pãuiss elâdispõE lNi(N0rl,) dostanoues À-8. Ge D: tanqueÀ: c0nÍruido delero lFs,'if00 El"í- -0.44 V) (Ph"/Pb!" Eld- 0.13V} tanqus B: conslruíd0 dechumbo tanqu,C: consiruído deínco0n,'iznÍ Eld- -0,76 v) (Sn,'lsn!, tsnque 0: FNtruídodeestanho E9í- - 0,14 vl qm 0 FolencialpadÉo Sahendo deíedu9ão dosionsNi?'éisuâia-0,25 V: l' + 2e Nio E l d - 0 ,2 5v . qual(is) podêÍá(ãoì quDa s0luçã0 delcubn lanquelsl seÍusado(s) naeslDcagem, demodo denilEtodenhuel
A descorgo o o corgodeumopilho Quando uma pilha esú funcionando normalmente, dlzemosq]ueela estâdescanegando. Sea pilha for reversível, ela podeÍâ seÍ caÌegada novamente, bastando para isso ìnsta, lar um gerador extemo com uma diferença de poteícial supetior à da pílha. O gerador externo deveser ligado de tal modo que o seupólo negativo estejaern conexão com o póio neÈativo da piìhâ. ObseÍe, então,o que ocorrena descargae na carga,poÌ ex€mplo,da pilhade Dâniell
270
Unidâdô6 - El€tôqulnica
l!) Descarsa da pilha de Daníeu:
Znn-Znu+2e Cu,.+20-*Coo Note que os elétÍons vão espontaneamenteda barra de zinco para a de cobre. Equaçãoglobal:
ln'
cu': - zn') cu' -
aÈo
+ I,l0 v
Como você sabe,à medidaque a pilha funciona,ou seja,se descarrega, a lâmina de zinco sedesgasta enquantoa de cobreaumenta. 2:) Carga da pilha de Daniell: voltagêm enem > 1,10V
:,",
I
Znb +2e
-
Znn
C ur -
C u" + 2e
Note que os elétrons sâoforÇddos pelo geraó.oÍa ir da baÍa de cobre Dara a de zinco. Equaçãoglobal:
Z n ' : *+ c u o - zn o +cu " ^E0<0 Como AEoé negâtivo, o proc€fso é
À medidaquea pilhaé caregada,devidoà ocorÌênciaalarcaçãocontráriaà da descarga, a lâmina de zincose recompõeenquantoa de cobrediminui.
câDít,rô 2
Pirhas 271
0 lrobolhoelãlÍicodo pilho peÌarcalização A eneÌgiaqueé diretamenteresponsável de um trabalhoquímicorecebe o nome de eneryia liyre (G). A variaçãode energialivÍe (^c) mede,portanto, o trabalho realizadopelo sistema. O trabalhoeìétÍicoÍealizadopor uma piÌha pode sermedidopela variaçãoda energia livre ocorrida na pilha e é dado peÌaequação:
n9 de eléúon\ Lran\Íeridosde uma semi-reaçào Paraa outra, por ocasiãoda deteminação da equaçãoglobal 96 500couÌombs(1 faÍaday) IaB'= ddp normaÌda piÌhâ
)
Exercíciorcsolvido EF12l Câlcul€ra v€ ação de enersia livre AG para o procêssoque ocoÍe na pilha de Daniell. Na pilha de Daniell,temos:
{ = +0,76V Egnd = E9a + O,34V
z ^a + z ^2+ + :2 ê i :Ò;o cu,+ + tã--ì -
zno+cur++znr++cuo
^E o:
+ 1 , 1 ov
ln=2 ÌaEo= + 1,1o Dâi: A G - - nF
AE v -A G
--2
9 6 5 0 0 .1 ,
-
= -'t:*-'{T"t
_' _:---
.i
Como cadã quìlocâloi€ equival€a aprcximadamente4 'l80 J, têmos:
2 t2300 4l ao
)
272
unioaoe o
ertoqutmca
Assim, se a energiãelétricageradana piths de Daniel fosse totatmênteusadâDaraaoue cer água âtravésd€ um rcsistor, haveriãã iiberccáode 50.7 tcat mot. Então:
Zn"
>0 <0
^G
<o >o
= -5 0 ,7 k c â l /m o l .
ffi fxercíclo de op rc ndizog em ÈfçaBtr;'Srffiffiffi.ffi4tr{1,Ítr4,4{ pÌocessos EÁ22)CaÌmleo AC dosseBìintes sDontânús: â) 2AÌo+ 3CìF - 2Alr' + 3cuo b) Alo+ CÌ3' - Alr' + cro c) Mgo+ Ni?' MgA + Nìo -
próficos Aplicoçôes dospilhos Vejamosduesaplicaçõespráticasque vocêconhece: l:) Acümúlador de chumbo: O acumuÌadorou bateria(usadoem veículos automotores)é uma pilha constituidapor eletrodosde chumbo(ânodooü pólo O ) e de óxido de chumbo lV impresnadode ihumbo (cátodoou pólo @ ), imersos€m uma soÌu ção de H,SO1 (ácido sulfúrico), a 20q0, com densidadede I,l5 g/cmr aproximadamente. Reaçõesque ocorrem: Pb'+ Soi-
Pbsoa + 2e-
PbO,+ SO? + 4H* + 2e -
PbSO4+ 2H,O
equacãoda rcsçâo global: Pb'+ PbO, + 2H,SOi =
2PbSO4+ 2H,O
As caracteÍisticas do acumuÌadorde chumboou bateÍiasão: Cada pilha ou elementoapresentaum AEod€ aproximadamente 2 V. Dessemodo, uma associação em sériede trêselemenros nosdá uma "bareria" de 6 V, e umade seiselemen_ tos, uma "bateria" de 12 V.
. Comoo Pb. o PbO.e o PbSOrsáosôlidos, o AE0doacumulador depende erctu'ivamen te da concentúçàodo HrSOa,Por essemotivo, devemosmanterconstanteo volumede água. . A descargaconsomeo HrSOa,mas durantea recarga,feita automaticamente pelo gerador ou alternadordo motor do veiculo,o HrSOaé Íegeneradoe o PbSO! volta à condi ção de Pb e PbO,. . O H:SO4não pode ser substituidopor outro ácìdo,pois há necessidade de se formar o PbSOainsolúvel.Ademais,outÌo âcidoqüe formasseLrmpÌoduro solúveliÍja corroeras 2:) A pìlha de Leclanché:
A pilha de LecÌanché,ou pilha seca,é a pÍecursoradas modeÍnâspilhas secasde uso tão diveÍsificado. Essapilha é formadapor um eletrodocentral d€ grafite, rod€adopor dióxido de mânga nês(MnO,), queconstituio pólo positivo.Esse eletrodoestáimemo em üma pastaconsrituida por cloÍerode amónio(NHaCUe cloretode ,,inco (ZnCl,), que funcionacomo "soluçâo" eletrolitica, Tudo isso está contido em um cilindro de zinco metáÌico,que constituio póÌo negâtivo.
As Ìeaçõesnessapilha sãoum tanto complexas.Dentreas qüe podemocorrer,as mais importantese que mâis contribuemparâ a ddp são: . ânodo (p6lo A )l Zno-Znz'+2e . cótodo (p6lo @ )l 2NHa'+ 2MnOz+2e . equaçAodo reaçãoglobal:
-
2MnO(OH) + 2NH3
Zn' + 2NHa. + 2MnO,
Zn'z. + 2MnO(OH) + 2NHr As câracterístìcas da pilha secasão: . A pilha secafomeceuma ddp de aproximadamente1,5 V e nâo pode ser recarregada, pois suareaçãoglobalnão é reversivel. . O uso contínuoda piÌhâ secaprovocavazamentos que podemestragaÍos equipamentos, Ess€svazameiÌtosocorremporque a pilha secanão é rotalmenteseca,pois auareação pÍoduzgás(NHr) e água.Assim,quardo o equipamenroqüeutiliza pilhassecasnão esrá em funcionamento,elasdevemserretiradas,para que possam.,des€ansar!!.
lii$ir'ifiÍ Fxercíciosde Íixoçõo EFI)
iiiiïiiiÌi,iq!ÌjÌiililii,ïÍtlirjiiiíirÊlËírïÍiiffi
Com bas€ na séíe de rcât'vidadequlmicã dos metâis, ve fique sê ocoÍem ss rcâçóes ea) B ao + F 6' z ++ Ba 2 ++ F e o c) K + + A go + A g+ + K ô b) S no+ I \ r s , + Mg o + Sn 2 + C ur+ + N ao + N a+ + C uo -d )
274
unidadô6
EretÍôqurmica
EF2ì
Descubrao Efudas sesuintessemi-reaçôes: E &a = + 1 ,4 v aÌ A o + A ? + + 2 e E Br= 0 ,8 v blB o= B + + e = -1 ,8 V E 3 " rd c ) Co ê C3 + + 3 e
EF3)
Descub'ao ESnddãs segurntessêmi-reações: E P,a = -1 ,OV ã) A o+ A + + e = + o ,3 v E ,o .a bi B o - 83 + + 3 e EP " d :+ 1 ,5 v c ) c o= c 2*+ 2 e
EF4l
Em umã cela eleÍoquímica, eletrodoé: ar â làm inam e rá l i c à . b) â s oluc ã o . , cr a lâminãmetálicae a soluçãoem conjunto. d) â pâíede porosa ou a pontê salinã. Uma láminade zinco, mergulhãdaêm uma soluçãode sulÍato de zinco, constitui um: c) eleÍodo-padrão. aì cátodo. eteÍodo. bì ânodo. -d )
EFsl
Ef6ì
Potencialde oxidãgãoindical 4a) a tendênciaa pedêr eléÍons. b) a tendênciaE gânhãreléÍons. c) o êquilíbrioíon-eléúon. d) O coreto é potenciãlde oxirredução.
EF7)
Denúe os fatores que influenciamo potenciãlde êlêtrodo,podemoscitaÍ: a) t€mperaturae massada placa. b) voìumeda solugãoe fomato da placa\c) lemperaturae concentÍação. d) concêntmçãoe pressãoatmoslé.icâ.
ÊF8l
Em que condiçõesde temperatuÌa,concentraçãoepressãoéÍeitaa medìdãconvencìonal l e e l e tro d o ? do pot enc ia l n o ma d a) CNT P . cì 0ÔC , 1M, 1âtm. d) 25" C , 1 M, 1 atm. . b) 25' C, O , 1 M , 1 ã tm . O eleÍodo constituÍdopor uma solugão 1 M de ácido, nã qualfazemos pâssarumã cots rente de 9ás hidfogênìosobre uma lâmina de platina.estandotodo o sistemaa 25o C, é chamadode: a) eletrodonormalde hidÍogênio. r b) êìêtrodo-padrãode hidrogênio. c) elêÍodo convencionãldeplatina e hÌdrogènio. d) eleÍodo íefsíêncialde hidrogênio.
EFg)
EFlOì O potencialdo eletrodo-padÌãofoi arbitrsdo êm um determinadovalor. pois é impossÍvel deteminêr o potencialabsolutode um eleÍodo. Essevalor arbiÍâdo como reÍeÉncb, na escala de potenciaisnormais,é: d) 1V . a) 1lO V . b) 273V. e c) oV . EF11) Ìemos dois eletíodos,A/A+ e B/B+, que, acopladosao eletrodo padrão,indicaramas seguintes leituras:
ao/a'
= +xv E3-È
B o/ B *
E B a= + y V
caDnüo 2
Pirh.e 275
Se montamos uma pilha com €ssesdois êletrodos,o fluxo de elétronsserá de: , a) A o/ A + paraBo /B + . b) Bo/B* pãra Ao/A*. c) Não há Íluxo dê êléÍons, pois os potenciaisnormaìssão positivos. d) Os dadossão insulicientesparâô conclusão,poisforam fomêcidossom€nteo porcncial ds oxidaçãos o de redução,ê isso não permiteuma avaliação. EF'121Dadâuma cela eletroquímicaconstituídâpelãssemicelôsZnolzn2+ ê Cuo/Cur+ - quêÍ,do em Íuncionâmento , nos eletÍodosocorrcm: a) somentêdissoluções. bl som€nte d€posìções. .c) dissoluçãoda lãminado pólo negâtivoe deposiçãona lâminado pólo positivo. d) dissolugãoda lâminâdo pólo positivo e deposiçãona lâminado pólo nêgãtivo. EF13l Em umâ pilhâ el€troquímica: a) o pólo positivo é o cátodo. " b) ocore oxidação no cátodo. c) o potencialde oxidaçãodo cátodo é maior qu€ o do ànodo. d) o potencialde reduçãodo ânodo é maior que o do cátodo. EFl4l Dada a pilha Ìúso/Ms,* // cr3*/Cro e sêbendoque: Mgo/Mg'z* Eg*d= + 2,37 v c r o/ c r 3+ E g ,d= + o ,7 4 v podêmosaÍÌmaÌ que: a) M go/ M g2+é o c á to d o . b) lúgo/Mg'?t é o pólo positivo. , c) os êlétronssaem de Ìúso/lús2* e vão pâÉ cro/cr3*. d) os elétronssaem de Cro/Cr3+e vão p6rc Mgo/M9,+. EFl5l Com felâçãoà questãoanterior,o ÀÊo paíã a pilhâ é dê: a) 1, 63 V . b ,) + 1 ,6 3 V . c ) + 3,' 11V .
d) -3,' l ' l V .
EF16ì Sabemosque: z na + Z Í 2+ + 2 e E 8 ,i o= + 0 ,7 6 V O ualo E & ü pa ra2 z n o 2zn2* + 4e ? a) + 1, 52V b ) + O.3 8 V c ) 2. { + 0,76V }
d} + 0,76V
EF1 7) Dãdãã êquãç ã o C o+o F e ,++ C o ,r + F e o e s a bendoqúepãía oC oo/C or* oE gd= + O,28V e pam Feo/Fê'z*o E3,d = + O,44 V, identifiquea alternativacoÍets: a) A equaçãorepresêntâa rcação de uma pilha cujo de + O,16 V. ^Eoé b) A equação representaumã reação espontânês.mss não é uma pilhã, pois o é ne93tivo. ^E0 4c) A êquaçãorepresentauma reagãonão-espontãnea,pois, no sentidoemque está indi c ada, oA Eo é n e g a ti v o . dì Nada podemosconclun, pois os Egndsão ambos posativos. EFl a ) F m um ac um u l a d odr e c h u mb oo u b a l e ri a ,o : , cì PbO2é o cátodo. b) H, S O aéoá n o d o . d) P b,S Oaéo ãnodo.
276
unidade6
EbrÌoquÍnicá
EF19) Em um acumuladoíd€ chumbo, o ácido sultúrico pode ser substituídopor: a) ácido cloíídíco. c) água destilada. b) ácìdo acético. , d) Não pode ser substituído. EF2O) Na pilha seca, o ãnodo é: ' a) o Zn', qu€ é o pólo negatìvo. b) o M nO , / N H a C l .
c) a grafite, que é o pólo positivo. d) oN H aC l .
EF21l (PUCSP) Na célulâ eleúoquÍmicãAlalÁJ3+//Fe2+lFeÕ,podemosafúmaÍ que: ã) o €lumíniosoÍrc rcdução. bì of eÍ oéoá n o d o . c) os eléÍons íluem, pelo circuito externo, do alumÍniopara o Íero. " d) a soluçãod€ Al3* irá se dìluif. EF22) (Fuv€st-SP)Considsroos s€suintespotenciaispadrãode rcducão:
Semi-'esçcore; sohção aquosal Ce4+ + 1e
+
Ce 3 +
sn4++2e-ìsn2+
i + 1,61 + 0,15
â) Bêpresênteâ rcâção q!íe ocoíe numa solução aquosaque contênhã essasespéciês auímicâsno êstado-oâdéo. b) Na rcação repres€ntãda,indiquea espécieque age como oxidantee a que ase como