Questões de Concurso Sobre eletroquímica: oxirredução, potenciais padrão de redução, pilha, eletrólise e leis de faraday. em química

Qual a denominação dada a um elemento, em uma reação química, que recebe elétrons de outro?

A eletroquímica é um ramo da química aplicado em diversos processos tecnológicos. Uma pilha galvânica, por exemplo, é um conjunto de células eletroquímicas usado para a produção de eletricidade. Nesse contexto, assinale a alternativa que apresenta a descrição correta de um dos componentes das pilhas de corrosão eletroquímicas.

A dissociação eletrolítica (ionização) de compostos pode ser representada pelas equações de reação descritas a seguir:

Analise as seguintes afirmativas e assinale a alternativa correta.

I. Os íons transportam cargas positivas ou negativas.

II. Visto que uma solução é eletricamente neutra, o número total de cargas positivas na solução deve ser igual ao número total de cargas negativas.

III. As moléculas desses eletrólitos, quando dissolvidas em água, se dissociam em átomos ou agrupamentos de átomos carregados.

IV. As moléculas conduzem a corrente elétrica por deslocamento em solução em direção ao cátodo e ânodo.

Estão corretas apenas as afirmativas:

As pilhas ou células galvânicas convertem energia química em elétrica, por meio do aproveitamento do fluxo de elétrons de uma reação de oxirredução. A partir dos potenciais padrão de eletrodo apresentados a seguir, é CORRETO afirmar:

Cu+ + e- → Cu	E° = + 0,52 V
Ag+ + e- → Ag	E° = + 0,80 V
Co2+ + 2e- → Co	E° = - 0,28 V
Zn2+ + 2e- → Zn	E° = - 0,76 V

A fabricação do gás cloro a partir da eletrólise de uma solução de cloreto de sódio pode ser representada pela seguinte equação química: 2 NaCl + 2 H₂O → 2 NaOH + H₂ + Cl₂. Qual a massa, em kg, de gás cloro que é obtida a partir de 10 m³ de salmoura contendo 10% em massa de NaCl?

Dados: massa específica da salmoura = 1072 kg m^-3 e as massas atômicas, em kg kmol^-1, H = 1, O = 16, Na = 23 e Cl = 35,5

Um estudante do curso técnico em química utilizou um béquer de 100 mL ao qual adicionou solução de cloreto de sódio 3% e, logo após, fez a imersão parcial de uma lâmina de cobre conectada a uma lâmina de zinco por um fio condutor como ilustrado abaixo.

Dados:

I) Zn²⁺(aq) + 2e^- → Zn(s) ____________________E^o = - 0,76 V

II) H₂O(l) + O₂(g) + 2 e^- → 2 OH^- (aq) ____________E^o = + 0,40 V

É CORRETO afirmar que:

Considere a pilha formada por cobre e íons cobre em concentração igual a 1,0 mol L^-1, e prata e íons prata em concentração igual a 0,5 mol L^-1, representada a seguir.

Cu(s) | Cu²⁺(aq) || Ag⁺ (aq) | Ag(s)

A reação que ocorre nesta pilha é 2Ag⁺ (aq) + Cu(s) → 2Ag(s) + Cu²⁺(aq). Portanto, para esta pilha, a diferença de potencial, expressa em volt, que deve ser observada é de aproximadamente

Dados: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu(s) Eº = 0,34 V

Ag⁺ + e⁻ → Ag(s) Eº = 0,80 V

Adote log 4 = 0,6

Mesmo em sua simplicidade, a bateria de Volta possibilitou algumas descobertas importantes no campo da eletroquímica: a bioeletroquímica, devido ao debate entre Galvani e Volta, a eletroposição e outras mais. Analise as afirmativas seguintes, relacionadas eletroquímica e marque a alternativa CORRETA.

I. Quando uma espécie química perde elétrons para outra espécie química, ocorre redução.

II. Quando uma espécie química retira elétrons de outra espécie química, ocorre oxidação.

III. O funcionamento de uma pilha provém de reações químicas espontâneas que permitem obter um fluxo de elétrons que percorre um circuito externo.

Com base nos fundamentos de eletroquímica, analise as assertivas a seguir e assinale V, se verdadeiras, ou F, se falsas.

( ) Na eletrólise ígnea do NaCl, após o processo de dissociação, quando a fonte de energia elétrica é ligada, o cátion (Na+) desloca-se em direção ao cátodo, e os ânions (Cl-) deslocam-se em direção ao ânodo.

( ) Na eletrólise aquosa do NaCl, os cátions H+ sofrem redução e transformam-se no gás H2, e os ânions Cl- sofrem oxidação e transformam-se no gás Cl2.

( ) Pilha é um dispositivo no qual ocorre produção de corrente elétrica a partir de energia química oriunda de uma reação de oxidação e redução.

( ) Na eletrólise ocorre uma reação de oxidação e redução espontânea.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

A indústria metalúrgica muitas vezes utiliza células eletrolíticas para realizar reações que não são espontâneas sem a aplicação de corrente elétrica externa. Qual é a corrente elétrica, em C s^-1, necessária para produzir 40 g do metal Cálcio a partir de cloreto de cálcio (CaCl₂) fundido, durante um processo de eletrólise que dura 1,0 x 10⁴ segundos?

Dados: Constante de Faraday F = 9,5 x 10⁴ C mol^-1 Massas molares: Ca: 40 g mol^-1; Cl: 35 g mol^-1

O potencial padrão de uma célula eletroquímica (as vezes chamado de força eletromotriz) é um parâmetro importante para avaliar a espontaneidade da reação redox associada a célula. Qual o potencial padrão, em volts, de uma célula eletroquímica que tem os metais Zn(s) e Bi(s) como eletrodos e opera com a reação global redox 3 Zn (s) + 2Bi³⁺ (aq) ⟶ 3 Zn²⁺ (aq) + 2 Bi (s)?


Dados: potenciais padrão de redução das semirreações:
Zn²⁺ (aq) + 2 e⁻ ⟶ Zn (s) E⁰ = −0,76 V Bi³⁺ (aq) + 3 e⁻ ⟶ B (s) E⁰ = +0,20 V

Reações de oxirredução são caracterizadas pela transferência de elétrons de uma entidade química para outra. Um exemplo desse tipo é a reação que ocorre entre o íon iodeto (I^- ) e o íon permanganato (MnO₄ ^- ), em solução básica, que promove a formação de iodo molecular (I₂) e óxido de manganês (MnO₂). A partir do balanceamento da equação química, considerando-se a estequiometria com os menores algarismos inteiros, pode-se determinar que o número de elétrons envolvidos no processo é igual a

A purificação do cobre por meio de eletrólise é um procedimento largamente utilizado nos dias de hoje. Por meio dessa metodologia, é possível obter esse metal com altos graus de pureza.
A célula eletrolítica para purificação do cobre contém solução de sulfato de cobre (CuSO4), o material a ser purificado em um dos eletrodos e outro eletrodo onde se depositará o cobre puro, como representado a seguir:


Disponível em: <https://www.saofranciscodeassis.edu.br/rgsn/arquivos/RGSN04/Refino-do-cobre-por-meio-daeletr%C3%B3lise-DAROSCI-OLIVEIRA-p171-182.pdf> (Com adaptações). Acesso em: 17 abr. 2024.  
Sobre essa metodologia, é correto afirmar que:

Em uma turma de Ensino Médio, o professor resolveu confeccionar uma bateria com materiais de baixo custo, para fins didáticos. Utilizando recipientes coletores, pregos galvanizados, pedaços de grafite e tintura de iodo contendo um pouco de iodeto de potássio, três células galvânicas foram montadas e associadas em série, como visto na figura abaixo:

Os alunos foram convidados a medir a tensão gerada pela bateria com auxílio de um multímetro.

DE ARAÚJO, Sayonara Maria Ferreira et al. Confecção de celas galvânicas com materiais de baixo custo para otimização de aulas sobre reações de oxirredução e eletroquímica no ensino médio. (Com adaptações).

Dados:

Potenciais de redução nas condições em que a bateria foi confeccionada:

I₃^- + 2e^- → 3I^- E = 0,53V

Zn⁺² + 2e^- → Zn E = -0,76V

Qual é o valor mais próximo do esperado para a bateria descrita?

Uma célula à combustível pode ser definida como um dispositivo eletroquímico que converte a energia química de um combustível em energia elétrica através de reações de oxidação e redução. Este modelo de geração de energia tem ganhado espaço por apresentar algumas vantagens em relação à queima de combustíveis fósseis, como emissão praticamente nula de gases de efeito estufa, operação silenciosa devido à ausência de engrenagens.







A figura acima mostra o esquema de funcionamento de uma célula operando com H₂ como combustível. Analisando o esquema, durante funcionamento deste dispositivo,

Os métodos eletroanalíticos abrangem um grupo de métodos analíticos qualitativos e quantitativos baseados nas propriedades elétricas de uma solução do analito quando este faz parte de uma célula eletroquímica. As técnicas eletroanalíticas são capazes de produzir baixos limites de detecção e uma riqueza de informações de caracterização que descrevem sistemas eletroquimicamente acessíveis. Neste contexto, dentre as técnicas eletroanalíticas, a análise baseada na resistência elétrica do analito é a

O processo Haber Bosch foi desenvolvido no início do século XX, sendo fundamental para a produção de fertilizantes e, em consequência, a manutenção do fornecimento de alimentos para a população. Nesse processo,  

Considere uma célula eletrolítica formada por uma cuba com solução salina e uma fonte de eletricidade com eletrodos imersos na solução.
Assinale a opção que corresponde a um dos fenômenos que acontece na célula.

Conforme prevê a equação de Nernst, o potencial padrão de uma célula eletroquímica de trabalho pode variar devido à mudança de alguns parâmetros. Dessa maneira, mantendo os demais parâmetros sem alteração, o potencial elétrico de determinada célula eletroquímica irá:

Segundo a NACE (National Association of Corrosion Engineers), a corrosão é uma deterioração de um material, geralmente metálico, que resulta de uma reação com o meio em que esse material se encontra. Essa corrosão pode ser química ou eletrolítica. A corrosão eletroquímica é a mais frequente na natureza e ocorre a partir da transferência de elétrons por reações de oxirredução. Esse tipo de corrosão se desencadeia através da formação de uma pilha de corrosão eletroquímica, que é formada por dois metais diferentes, imersos em uma solução condutora (eletrólito) e conectados entre si por uma ligação elétrica, como é ilustrado na figura abaixo: 





Como mostra a figura, a formação desse tipo de pilha é apenas uma das maneiras através da qual pode ser desencadeada a corrosão eletrolítica. A pilha de corrosão evidenciada acima ocorre devido à diferença de potencial de eletrodo entre os diferentes metais, e é mais reativa quanto maior for esta diferença de potencial. Esse tipo de pilha compreende um exemplo clássico das pilhas de corrosão eletroquímicas, que é conhecido por