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

Na equação química não balanceada abaixo, o elemento que se oxida e o elemento que se reduz são, respectivamente:


                                 Bi₂ O₃ + NaClO + NaOH → Na BiO₃ + NaCl + H₂O

Em 2008, o Brasil foi o terceiro maior extrator de bauxita (minério) no mundo, o quarto maior produtor de alumina (óxido de alumínio) e o sexto maior produtor de alumínio metálico. A ob- tenção do metal a partir do óxido é feita por eletrólise ígnea, após a separação da alumina das impurezas através do “processo de Bayer”, que é a reação com soda cáustica. Em seguida, ocorre a adição de “criolita”, um mineral que atua como fundente, diminuindo o ponto de fusão de 2072°C para cerca de 1000°C. Finalmente, ocorre a eletrólise, com eletrodos (não inertes) de gra?te (C). Um processo eletrolítico de alumínio ocorre durante 12h, utilizando uma corrente de 100 ampères (A). A massa aproximada, em gramas, de metal obtido no cátodo e a substância produzida no ânodo são, respectivamente:

Dados: 1 mol de elétrons = 96500 C (1 F), massa molar do Al = 27g.mol ^-1

Uma célula galvânica é montada com um eletrodo consistindo de uma lâmina de zinco metálico imersa em solução aquosa 1,0 mol.L^-1 de sulfato de zinco. O outro eletrodo é o de hidrogênio, com pressão parcial do gás igual a 1 bar e concentração de íons H₃ O+ igual a 0,01 mol.L^-1 , a 25°C. A força eletromotriz desta célula, em volts, é aproximadamente igual a:
Dados:
Zn ²⁺_(aq) + 2è → Zn_(s) E⁰ = - 0,76V

2H⁺_(aq) + 2è → H _2(g)E⁰ = 0,00V

A célula de hidrogênio-oxigênio usada em cápsulas espaciais denomina-se células a combustível alcalina, porque seu eletrólito é uma base. Sabendo-se que ocorre a oxidação do hidrogênio e a redução do oxigênio, é correto afirmar que o(a)

O contato entre materiais metálicos diferentes possibilita a formação de pilha galvânica. Para a total formação dessa pilha, há necessidade de ligação entre materiais metálicos diferentes em presença de eletrólito, ocorrendo, então, a corrosão galvânica. Como exemplo de corrosão galvânica no solo, cita-se aquela ocasionada por malhas de aterramento de cobre ligadas a tubulações de aço-carbono enterradas. Sobre as malhas de aterramento, é INCORRETO afirmar que

Na corrosão eletroquímica, os elétrons são cedidos em determinada região e recebidos em outra, aparecendo uma pilha de corrosão. Sobre o processo eletroquímico de corrosão, analise.

I. O oxigênio pode comportar-se como acelerador do processo eletroquímico de corrosão.

II. A corrosão eletroquímica será tanto mais intensa quanto maior o valor de pH.

III. Na corrosão eletroquímica, o metal se oxida num lugar, o oxidante se reduz em outro e o produto de corrosão se forma em regiões intermediárias, não apresentando características protetoras.

Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s)

Porção mínima de sais é suficiente para gerar corrosão em equipamentos que trabalham com a água sobre altas pressões e temperaturas, como ocorre com as caldeiras geradoras de vapor. Dessa forma, se faz necessária a utilização de inibidores de corrosão. Sobre estes inibidores, assinale a alternativa INCORRETA.

O gráfico a seguir relaciona a porcentagem de atenuação total e a energia do fóton para o elemento carbono. (Tauhata et al, 2003.)

Com base nos dados do gráfico anterior, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

( ) 1,0 MeV equivale a 1.000 elétrons‐volt.

( ) À medida em que a energia cresce, o efeito Compton (A) diminui e o efeito fotoelétrico (B) aumenta.

( ) Para valores de energia acima de 1,0 MeV, observa‐se que o efeito fotoelétrico (B) ainda se mantém superior ao efeito Compton (A).

( ) Observa‐se que, para valores de energia acima de 100 MeV, a produção de pares (C) passa a ser a principal contribuição para as interações de fótons.

A sequência está correta em

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

Para a remoção de cromo hexavalente (Cr⁶⁺) pode-se utilizar dióxido de enxofre (SO₂). A redução do Cr⁶⁺ se dá em meio ácido com pH entre 2 e 3. Após a neutralização com hidróxido de cálcio [Ca(OH)₂], em pH 8 a 9, o cromo precipita como hidróxido de cromo III (Cr(OH)₃). As reações envolvidas são:

− Redução: 3 SO₂ + 2 H₂CrO₄ + 3 H₂O → Cr₂(SO₄)₃ + 5 H₂O

− Precipitação: Cr₂(SO₄)₃ + 3 Ca(OH)₂ → 2 Cr(OH)₃ + 3 CaSO₄

− Estequiometricamente é necessário na redução 2,0 g de SO₂/g Cr⁶⁺ e de 2,0 g de H₂SO₄ / g Cr⁶⁺

− Na precipitação utiliza-se 2,6 g de Ca(OH)₂ /g Cr⁶⁺

Para tratar um efluente de 8,0 m³ contendo 0,50 g de g Cr⁶⁺/L de efluente, o consumo de SO₂, H₂SO₂ e Ca(OH)₂ são, respectivamente:

A DMFC (esquematizada na questão anterior) apresenta uma alta eficiência, porém reações paralelas causam quedas na tensão.

Dados: E⁰ _298K (V): CO₂/CH₃OH = 0,02; O₂/H₂O = 1,23; 2,303.RT/F = 0,059.

Considerando que o valor do quociente da reação global da célula alcance uma ordem de 10⁶⁰, o valor do potencial da célula em volts será de:

Células a combustível vêm atraindo a atenção por diversas vantagens, tais como alta eficiência, dimensões pequenas, facilidade de alimentação e longos tempos de operação. Entre as células, a célula de alimentação direta, a metanol (DMFC), esquematizada ao lado, é uma das mais úteis e flexíveis. Sobre o assunto, considere as seguintes afirmativas:

1. No esquema da DMFC, A e B correspondem ao anodo e catodo, respectivamente.

2. A corrente no circuito externo percorre o sentido de A para B.

3. O metanol precisa atravessar a camada de difusão de gás para que a reação ocorra.

4. A membrana de nafion corresponde a um condutor protônico e tem função análoga à ponta salina de uma pilha.

Assinale a alternativa correta.

Tubulações de ferro, quando em contato com solo úmido, sofrem pela ação do meio, causando a corrosão da peça. Uma maneira de proteção da tubulação é a proteção catódica, isto é, a utilização de um metal de sacrifício em contato com a tubulação, como esquematizado ao lado:

Entre os metais listados abaixo, o mais adequado para compor a peça de proteção é:

Ao adicionar cloro gasoso sob pressão numa solução alcalina, o cloro se desproporciona em cloreto e hipoclorito, segundo a reação:

Dados: E⁰ _{pH 14} (V): Cl₂/Cl- = 1,358; ClO- /Cl₂ = 0,421; 2,303.RT/F = 0,059.

A ordem de grandeza da constante de equilíbrio da reação de desproporcionamento é:

Após a análise dos valores de potenciais-padrão apresentados na tabela acima, pode-se concluir que um procedimento para proteger o ferro da corrosão em ambientes onde esteja exposto à água e ao gás oxigênio, é revestir a superfície de ferro com: