Questões Militares Comentadas sobre eletroquímica: oxirredução, potenciais padrão de redução, pilha, eletrólise e leis de faraday. em química

O esquema mostra a pilha formada por eletrodos de níquel e cobre. O quadro da sequência traz os potenciais-padrão de redução desses eletrodos.


Considerando a constante de Faraday igual a 9,65 × 10⁴ C.mol^–1 , a energia livre de Gibbs para essa pilha é

O esquema a seguir representa o funcionamento de uma bateria do tipo íon lítio, cuja equação global é representada pela equação:

De acordo com o esquema, durante a descarga da bateria

A mistura entre íons permanganato e peróxido, em meio ácido, pode ser representada pela seguinte equação não balanceada:
MnO₄ ^– (aq) + H₂ O₂ (aq) + H⁺ (aq) → Mn²⁺ (aq) + O₂ (g) + H₂ O(l)

Considerando as semirreações e seus potenciais de redução, a 25 ºC,
O₂ + 2 H⁺ + 2 e^– → H₂ O₂ ; E⁰ = + 0,68 V MnO₄ ^– (aq) + 8 H⁺ (aq) + 5 e^– → Mn²⁺(aq) + 4 H₂ O(l); E⁰ = +1,51 V
conclui-se que o potencial da reação global e os coeficientes estequiométricos menores e inteiros que completam a equação são:

Sabendo que a constante de Faraday é 9,65×10⁴ C.mol^–1 , a quantidade de carga elétrica necessária para obter todo o magnésio contido em 1 m³ de água do mar é de, aproximadamente, 

No dia 09 de maio de 2015, por volta das 13h, a equipe do Corpo de Bombeiros foi acionada para ocorrência de desabamento de uma ponte no Município de Pedra Branca. Mais de 20 cavalos morreram e 4 pessoas ficaram feridas. Com o auxílio da equipe de mergulho do Corpo de Bombeiros, os animais mortos foram removidos. Segundo o laudo do Conselho Regional de Engenharia e Agronomia de Sergipe, a corrosão dos cabos metálicos de sustentação foi a causa do desabamento da ponte. Considerando os processos eletroquímicos, analise as informações a seguir.


Considerando a imagem e os valores de E°_red fornecidos, é CORRETO afirmar que a substância que sofrerá oxidação será: 

A oxidação dos grampos que sustentam as extremidades da ponte de determinado terminal náutico provocou o desabamento da estrutura, apontou o perito contratado para realizar a investigação. Esse é apenas mais um caso que demonstra a importância das manutenções preventivas e da consideração das reações eletroquímicas que levam à corrosão de estruturas metálicas, sobretudo em regiões litorâneas que estão sob a influência da maresia. Tratando-se de reações de oxirredução, observe as semirreações a seguir:
Mg²⁺ + 2e^–→ Mg⁰           E°_red= –2,37 V Fe²⁺ + 2e^–→ Fe⁰             E°_red= –0,44 V
A partir das informações apresentadas, assinale a afirmativa correta. 

A reação entre o dióxido de carbono e a água produz o ácido carbônico, um ácido fraco e instável. Em relação a essa reação, assinale a alternativa correta.

A Eletroquímica é uma área da química que estuda as reações em que há transferência de elétrons. Ela estuda a conversão de energia química em energia elétrica, por exemplo, em dispositivos como as pilhas e as baterias. E, ainda temos o processo contrário, que é a conversão de energia elétrica em energia química, conhecido como eletrólise. Assim, observe a celula eletroquímica representada pela equação: 
Al⁰ + 3Ag⁺ → Al³⁺ + 3Ag⁰
A partir desta observação da pilha acima representada pela equação, assinale a alternativa correta.

Em uma aula prática de química, foi montada a aparelhagem representada na figura a seguir, para um experimento de eletrólise, usando-se como eletrólito, uma solução aquosa de iodeto de sódio 1,0 mol/L em pH = 7 e algumas gotas de uma solução aquosa de amido. 

Dados: potencial padrão de redução a 25 ºC.

O₂(g) + H₂O(l) + 4e^– → 4OH^–(aq)              Eo = +0,40 V

I₂(s) + 2 e^– → 2 I^– (aq)                                 E^o = +0,54 V

O₂(g) + 4 H⁺(aq) + 4e^– → 2 H₂O(l)              E^o = +1,23 V

2 H₂O (l) + 2e^– → H₂(g) + 2OH^– (aq)           E^o = –0,83 V

Na⁺(aq) + 1e^– → Na(s)                                  E^o = –2,71 V

(P. Atkins, P.; L. Jones; Princípios de Química: questionando a vida

moderna e o meio ambiente. 5ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2012)

Ao iniciar o experimento, verificou-se o sugimento de coloração azulada em um dos compartimentos eletródicos e a formação de um gás no outro compartimento. Esse fato ocorreu devido à formação de iodo no

A bateria de Thomas Edison desenvolvida no século 19 é um dispositivo eletroquímico que funciona de acordo com o esquema simplificado representado na figura. No sentido da descarga, o potencial fornecido por par de eletrodos é igual a +1,35V

Considere as informações:

                            Semirreação                                                Potencial padrão de redução (Eº)

I. Fe(OH)₂ (s) + 2e^–  →  Fe(s)  +  2OH^– (aq)                                          X

II. Ni₂O₃(s) + 3H₂O (l) + 2e^– → 2Ni(OH)₂(s) + 2OH^– (aq)                   +0,48V

Na bateria de Thomas Edison em operação no sentido da descarga, o eletrodo em que se processam a oxidação e o potencial padrão de redução da equação I são:

Uma solução aquosa de cianeto de sódio foi adicionada a uma solução aquosa de permanganato de potássio, em meio básico. Assim, foram formados o óxido de manganês (IV) sólido e o íon cianato, CNO^– .

Na semirreação envolvendo um mol do íon cianeto há a participação de ________ elétrons.

No balanceamento da equação global da reação envolvendo 2 mol do íon permanganato, participam _______ de íons hidroxila representados no lado dos _______ da equação de reação.

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do texto. 

Considere a reação química entre permanganato de potássio (KMnO4) e sulfato ferroso (FeSO4) em meio ácido:
a KMnO₄ + b FeSO₄ + c H₂SO₄ → d Fe₂(SO₄)3 + e K₂SO₄ + f MnSO₄ + g H₂O

A soma dos coeficientes estequiométricos (a + b + c + d + e + f + g) que tornam a equação balanceada é igual a

Peças de cobre recobertas por filme de chumbo, oriundas de resíduos industriais, devem ser tratadas. Para tanto, o chumbo deve ser removido por meio de corrosão com uma solução oxidante, sem atacar a parte de cobre. A tabela a seguir apresenta os dados eletroquímicos de alguns reagentes disponíveis para o tratamento, além de dados do cobre e do chumbo:



Considerando as informações apresentadas, os agentes oxidantes que corroerão somente o chumbo das peças são:

“Em 1836, o químico inglês John Frederic Daniell construiu uma pilha usando metais e soluções aquosas de sais. A pilha funcionava a partir de dois eletrodos interligados. O eletrodo é, geralmente, um sistema constituído por um metal imerso em uma solução aquosa de um sal formado pelos cátions desse metal.”

Adaptado de: FONSECA, Martha Reis Marques. Química. São Paulo: Editora FTD, 2007. v. 2: Físico-Química. p. 276.

Considere a representação da notação química da pilha de Daniell (usando eletrodos de cobre e zinco), de acordo com a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC):

Zn (s) | Zn²⁺ (aq) (1 mol L^-1) || Cu²⁺ (aq) (1 mol L^-1) | Cu (s).

Dados os potenciais padrão de redução E⁰ _Zn = - 0,76 V e E⁰ _Cu = + 0,34 V, e considerando o funcionamento da referida pilha em condições padrão, afirma-se que

I – no eletrodo de cobre dessa pilha ocorre a corrosão da placa metálica de cobre.

II – a diferença de potencial (d.d.p.) teórica dessa pilha é de + 1,10 V.

III – nessa pilha os elétrons fluem no circuito externo, do eletrodo de zinco para o eletrodo de cobre.

IV – o símbolo de duas barras paralelas ( || ) representa a ponte salina (ou uma membrana porosa), cuja finalidade é manter as duas semicelas eletricamente neutras, por meio da migração de íons (corrente iônica).

V – a equação da reação global dessa pilha é Zn²⁺ (aq) + Cu (s) → Zn (s) + Cu²⁺ (aq).

Das afirmativas feitas, estão corretas apenas

Leia os textos a seguir e resolva a questão:

    “Nas equações químicas, tanto as substâncias transformadas (reagentes) como as produzidas são representadas por fórmulas. As fórmulas das substâncias indicam elementos que as constituem e, também, a quantidade de átomos de cada elemento. O número que indica essa quantidade de átomos é chamado índice, que é anotado à direita do símbolo de cada elemento. (...)

    A quantidade de cada substância que participa da reação é indicada por números escritos antes de suas fórmulas, denominados coeficientes estequiométricos, que devem ser os menores números inteiros possíveis.”

Fonte: USBERCO, João e SALVADOR, Edgard. Química. 14ª ed. Reform - São Paulo: Editora Saraiva, 2009. v. 1: Química Geral. p. 385.

    “Em uma reação de oxidorredução, o mais comum é que uma espécie se oxide e outra se reduza. Porém, podem ocorrer casos com duas ou mais oxidações e apenas uma redução ou viceversa. De qualquer maneira, para o balanceamento desse tipo de reação, o princípio é sempre o mesmo: n° de elétrons perdidos = n° de elétrons recebidos.”

Fonte: USBERCO, João e SALVADOR, Edgard. Química. 14ª ed. Reform - São Paulo: Editora Saraiva, 2009. v. 2: Físico-Química. p. 250.

Considere a seguinte equação de reação química de oxidorredução não balanceada:

As₂S₃ + NH₄OH + H₂O₂ → (NH₄)₃AsO₄ + (NH₄)₂SO₄ + H₂O

Acerca desta reação química de oxidorredução e de suas espécies, são feitas as seguintes afirmativas:

I – O peróxido de hidrogênio é o agente redutor.

II – Após o devido balanceamento, o coeficiente estequiométrico da água é 20.

III – O arsênio da substância As₂S₃ é reduzido, enquanto o enxofre é oxidado.

IV – O (NH₄)₂SO₄ é um sal cujo nome é sulfito de amônio.

V – Após o devido balanceamento, a soma de todos os coeficientes estequiométricos da equação é igual a 52.

Das afirmativas feitas, estão corretas apenas

Na corrosão acontece um processo de destruição total, parcial, superficial ou estrutural de um material específico, geralmente metálico, causada por uma reação de oxirredução com o meio em que este se encontra. Para proteger um metal contra a corrosão podemos conectá-lo eletricamente a um ânodo de sacrifício.
A descrição correta desse ânodo

Em meados do século XX, as pilhas alcalinas surgiram como uma alternativa muito mais eficiente energeticamente em comparação às pilhas tradicionais. Como mostra a seguinte figura, a pilha alcalina utiliza os mesmos eletrodos da tradicional, porém o seu eletrólito é uma solução aquosa de hidróxido de sódio concentrada (~30% em massa) contendo uma dada quantidade de óxido de zinco ― daí a denominação alcalina para essa pilha.

Internet:<http://qnesc.sbq.org.br> (com adaptações).

Durante o funcionamento dessa pilha, o

Diferentes marcas de telefones celulares buscam ganhar novos clientes, anunciando que a bateria de seus aparelhos é mais eficiente que a dos concorrentes, por manterem o telefone celular ligado por mais tempo. Quando descarregada, a bateria do celular é conectada a uma rede elétrica para que sua carga seja restabelecida.

Esse processo é um exemplo de:

Nestes últimos anos, os alunos da EsPCEx têm realizado uma prática no laboratório de química envolvendo eletrólise com eletrodos inertes de grafite. Eles seguem um procedimento experimental conforme a descrição:

- Num béquer de capacidade 100 mL (cuba eletrolítica) coloque cerca de 50 mL de solução aquosa de sulfato de zinco (ZnSO₄) de concentração 1 mol·L^-1. Tome como eletrodos duas barras finas de grafite. Ligue-as com auxílio de fios a uma fonte externa de eletricidade (bateria) com corrente de 2 Ampères. Esta fonte tem capacidade para efetuar perfeitamente esse processo de eletrólise. Uma das barras deve ser ligada ao polo negativo da fonte e a outra barra ao polo positivo da fonte. Mergulhe os eletrodos na solução durante 32 minutos e 10 segundos e observe.

Considere o arranjo eletrolítico (a 25 ºC e 1 atm), conforme visto na figura a seguir:

Dados: 1 Faraday (F) = 96500 Coulomb (C) / mol de elétrons

Acerca do experimento e os conceitos químicos envolvidos são feitas as seguintes afirmativas:

I – Na superfície da barra de grafite ligada como cátodo da eletrólise ocorre a eletrodeposição do zinco metálico.

II – A semirreação de oxidação que ocorre no ânodo da eletrólise é Zn (s) → Zn²⁺ (aq) + 2 e^- .

III – Durante o processo a barra de grafite ligada ao polo positivo da bateria se oxida.

IV – No ânodo da eletrólise ocorre uma reação de oxidação da hidroxila com formação do gás oxigênio e água.

V – A massa de zinco metálico obtida no processo de eletrólise será de 0,83 g.

Das afirmativas feitas, estão corretas apenas

Na mitocôndria, ocorre o processo final das vias de degradação oxidativa, chamado de cadeia de transporte de elétrons. Nesse processo, os elétrons provindos do NADH e FADH₂ são transportados por complexos proteicos dispostos espacial e energeticamente, de modo que formem um gradiente de energia livre, em que o fluxo de elétrons vai do componente de maior energia livre para o de menor. O receptor final dos elétrons é a molécula de oxigênio, que é convertida em água. O potencial redox está relacionado com a energia livre através da relação ΔG = nF(-ΔE), em que ΔG é a variação de energia livre, ΔE é a variação de potencial, n é número de elétrons e F é a constante de Faraday. Na tabela abaixo, são fornecidos alguns componentes presentes na cadeia de transporte de elétrons e os respectivos valores de potencial de redução.


Respeitando o gradiente de energia livre, o fluxo de elétrons deve percorrer a sequência mostrada em: