1) Observe o esquema, representativo da eletrólise da água. As semi-reações que ocorrem nos eletrodos são:

2 H2O + 2 e- 2 OH- + H2 (x2)2 H2O 4 H+ + O2 + 4 e-

A partir dessas informações: (1,0 ponto)

a) Identifique os gases A e B. Justifique sua escolha.R: O gás A é o hidrogênio, e o gás B é o oxigênio. Justificativa: quando a água sofre eletrólise, ocorre

formação dos gases H2 e O2 na proporção de 2:1 – e de acordo com o desenho, é no tubo A que se forma mais gás.

b) Indique se, após um certo tempo de eletrólise, o meio estará ácido, básico ou neutro. Por que?R: o meio permanece neutro, pois de acordo com as equações apresentadas, a formação de H+ e de OH-

ocorre na proporção de 1:1

2) Um processo de purificação de cobre metálico consiste em se passar uma corrente elétrica por uma solução aquosa de sulfato de cobre II, de cor azul, durante um determinado intervalo de tempo. Nesta solução são mergulhados dois eletrodos de cobre metálico, sendo um de cobre impuro. No transcorrer do processo o cobre metálico vai se depositando sobre um dos eletrodos, ficando livre das impurezas. O desenho a seguir mostra esquematicamente a situação no início do processo.

a) Em qual dos eletrodos, A ou B, se depositará cobre metálico purificado? Justifique.R: O cobre purificado será depositado no eletrodo A – de acordo com o desenho, o fluxo de elétrons

ocorre de B para A, então é no eletrodo A que ocorrerá a redução (outra explicação: o eletrodo A é o polo negativo, atraindo os íons positivos de Cu2+)

b) A intensidade da cor azul é diretamente proporcional à concentração de Cu2+ na solução. Com base nesta informação e no processo de purificação acima descrito, responda se ao final do experimento a intensidade da cor azul terá aumentado, permanecido igual ou diminuído em relação à cor inicial. Justifique.

R: A coloração permanece igual, pois enquanto íons Cu2+ da solução são reduzidos no cátodo, átomos de cobre do ânodo são oxidados e migram para a solução, mantendo a concentração de Cu2+ constante.

NOME

CURSO EQL/EQB QUÍMICA – LICENCIATURA E BACHARELADO

R.A.

SÉRIE 5 TURMA NA

DISCIPLINA ELETROQUÍMICA E ELETROANALÍTICA – prova A PROF. FLÁVIO EDUARDO LARIZZATTI

FOLHA DE QUESTÕES

3) Uma pilha de lanterna funciona fornecendo uma corrente constante e igual a 0,2 A. Após certo tempo, constata-se um desgaste de 0,1959 g de zinco. Qual o tempo de funcionamento da pilha? (Massa atômica do zinco = 65,3)

R: Zn Zn2+ + 2 e-

65,3 g ------------ 2 x 96500 C0,1959 g -------- x

x = 579 C

Q = i . t 579 = 0,2 . t

t = 2895 s

4) Uma indústria de peças metálicas para motos realiza a cromação delas por meio da redução eletrolítica do crômio III aquoso.

a) Equacione a semi-reação de redução.R: Cr3+ + 3 e- Cr

b) Na célula eletrolítica, a peça a ser cromada deve ser ligada ao pólo positivo ou ao pólo negativo do gerador? Por que? (0,5 ponto)

R: no polo negativo (cátodo), porque é nele que ocorre a redução dos cátions. c) A eletrólise de uma peça demora 1930 s e é realizada com corrente de 300 A. Estime a massa de crômio

depositada. (Dado: Cr = 52 g/mol; 1F = 96500 C) (1,0 ponto)R:

Q = i . t Q = 300 . 1930 = 579.000 C

Cr3+ + 3 e- Cr 3 x 96500 ----- 52 g

579000 -------- x

x = 104 g

5) Considere os sistemas:

I. Solução aquosa de iodeto de potássioR: produz iodo e hidrogênio – sobra KOH

II. Solução aquosa de hidróxido de potássioR: produz hidrogênio e oxigênio – sobra KOH

III. Iodeto de potássio fundidoR: produz potássio e iodo

IV. Hidróxido de potássio fundidoR: produz potássio e oxigênio

Os que poderão fornecer, por eletrólise, o elemento potássio, serão:R: metais alcalinos só podem ser obtidos por eletrólise ígnea

a) somente I e IIb) somente III e IVc) somente I e IIId) somente II e IVe) I, II, III, IV

6) Analise as alternativas abaixo, relativas à eletroquímica, e assinale a verdadeira:

(Ni (Eº = -0,23V) e Al (Eº = -1,66V))

a) É conveniente guardar uma solução de sulfato de níquel em laboratório em recipiente de alumínio.b) As pilhas secas alcalinas são mais duráveis do que as pilhas comuns, porque originam gases durante o seu

funcionamento que potencializam a voltagem entre os terminais.c) A eletrólise do nitrato de prata em solução aquosa, diluída com eletrodos inertes, torna o meio alcalino.d) A eletrólise ígnea do cloreto de sódio produz no ânodo o hidróxido de sódio e, no cátodo, o gás cloro.e) Na eletrólise de uma solução aquosa de hidróxido de sódio, utilizando-se eletrodos inertes, apenas a

água da solução se decompõe.

7) Dário Belo, um torcedor fanático e vibrador, no ano em que seu time foi campeão, ouviu seguidas vezes a narração do gol da vitória, narrado pelo saudoso e inigualável “Gandulão de Ouro”. Admita que o desgaste sofrido pela cápsula de zinco da pilha, apenas, para Dário Belo ouvir as várias repetições da narração do gol, foi de 0,325 g.Sabendo-se que a corrente elétrica fornecida pela pilha é constante e igual a 0,2 ampère, e que a narração do gol levou exatos 25 s, qual o número de vezes que o fanático Dário Belo ouviu a narração do gol? (1,0 ponto)(dado: Zn = 65 u; Zn Zn+2 + 2 e-)

R:

65 g --------- 2 x 96500 C0,325 g ------- x

x = 965 C

Q = i . t 965 = 0,2 . t t = 4825 s

1 vez ------- 25 sx vezes ----- 4825s

x = 193 vezes

a) 100 vezes.b) 193 vezes.c) 965 vezes.d) 1000 vezes.e) 10.000 vezes.

8) Dada a equação:MnO2 + HCl + Zn MnCl2 + ZnCl2 + H2O

os coeficientes, na ordem em que aprecem após o balanceamento, são: (1,0 ponto)

a) 1; 4; 2; 1; 2; 2.b) 1; 4; 1; 1; 1; 2.c) 2; 4; 2; 2; 2; 2.d) 1; 2; 1; 1; 1; 2.e) 2; 4; 1; 2; 1; 4.

9) Em uma pilha galvânica, um dos eletrodos é o chumbo imerso em uma solução 1,0 mol/L de íons Pb+2 e o outro é o magnésio imerso em uma solução 1,0 mol/L de íons Mg+2. Baseando-se nos potenciais de redução-padrão: (1,0 ponto)

Pb+2 + 2 e- Pb Eº = -0,13 VMg+2 + 2 e- Mg Eº = -2,38 V

são feitas as afirmações:

I. O chumbo cede elétrons para o magnésio.II. O eletrodo de magnésio funciona como cátodo da pilhaIII. No eletrodo de chumbo ocorre redução.IV. A equação da reação global é Mgº + Pb+2 Mg+2 + PbV. A diferença de potencial da pilha é +2,25 V.

O número total de afirmações corretas é:

a) 1.b) 3.c) 2.d) 4.e) 5.

Questão desafio – 1,0 ponto extra

Uma peça de 500 g de latão (liga de cobre e estanho) foi colocada em presença de excesso de ácido clorídrico em solução. Depois de a reação haver se completado, a peça havia perdido 200 g da massa inicial.

A solução obtida foi submetida à eletrólise por uma corrente de 5 A durante 20 minutos.

a) Determine a porcentagem de estanho presente no latão, sabendo que somente ele reage com o ácido.R: 500 g --------- 100%

200 g --------- x

x = 40%

b) Equacione a reação do metal com o ácido clorídrico, sabendo que o estanho se converte em íon Sn+2, indicando o agente oxidante e o agente redutor.

R: Sn + 2 HCl SnCl2 + H2

Agente oxidante: HClAgente redutor: Sn

c) Equacione as semi-reações que ocorrem na eletrólise e a reação global.R: Reação catódica: Sn2+ + 2 e- Sn

Reação anódica: 2 Cl- Cl2 + 2 e-

Reação global: Sn2+ + 2 Cl- Sn + Cl2

d) Verifique se o metal em solução foi totalmente depositado pela eletrólise citada. Justifique.

R: Q = i . t Q = 5 . 1200 = 6000 C

Sn = 119 g/mol

119 g ---------- 2 x 96500 C x ----------- 6000 C

x = 3,70 g

Apenas 3,70 g foram depositados.