pH e pOH

Sas

Capítulo 20, Potenciais padrão de redução e pilhas

1.(UDESC) Os principais fenômenos estudados pela eletroquímica são a produção de corrente elétrica, por meio de uma reação química(pilha), e a ocorrência de uma reação química, pela passagem de corrente elétrica(eletrólise). Com relação a esses fenômenos, analise as proposições a seguir.

I: As pilhas comuns são dispositivos que aproveitam a transferência de elétrons em uma reação de oxirredução, produzindo uma corrente elétrica, através de um condutor.

II: Em uma pilha, a energia elétrica é convertida em energia química.

III: O fenômeno da eletrólise é basicamente contrário ao da pilha, pois, enquanto na pilha o processo químico é espontâneo (delta E maior que zero) , o da eletrólise é não espontâneo(delta E menor que zero)

Assinale a alternativa correta

A)Somente a proposição II é verdadeira

B)Somente as proposições I e II são verdadeiras

C)Somente as proposições I e II são verdadeiras

D) Somente a proposição I é verdadeira

E)Todas as proposições são verdadeiras

I: Verdadeira: As pilhas produzem corrente elétrica, como o enunciado já diz, a partir de reações

II: Falsa> A energia química é que é convertida em elétrica

III :Verdadeira: já que os cátions perdem e os ânions ganham ao contrário da pilha

Letra C a correta.

2.Uma célula voltaica utiliza a reação equacionada a seguir e opera a 298 K.

Zn + Ni^2+→Zn^2+  + Ni

Sobre essa célula voltaica, pede-se:

A)a d.d.p da célula sob condições padrão

Energia potencial do zinco=-0.76: observa-se que o zinco oxida

Energia potencial do níquel= -0,25 (reduz)

ZN→ZN^2+  + 2e- (inverte o potencial de redução)

Ni^2+  + 2e-→Ni

Equação global( Zn+Ni^2+→Zn^2+  + Ni

Energia potencial= 0,76-0,25=0,51v

0,51 resposta final

B) A d.d.p da célula sob condições quando [Ni^2+]=0,75 mol/L e a [Zn^2+]=1,5 mol/L

Delta E= Delta E – 0,059v/2 log 1,5/0,75

Delta E= +0,51-0,059v/2 log2

Delta E= +0,51-0,059/2.0,41

Delta E= 0,51-0,024/2

Delta E= 0,51-0,012

Delta E= 0,498v→resposta certa

3.(UNIFAL) Considere a seguinte pilha:

Cu/Cu^2+//Ag^+/Ag

Sabendo que o cobre cede elétrons espontaneamente aos íons Ag^+, é correto afirmar que:

A)A concentração de íons Ag^+ na solução diminui (Verdadeira, pois o Ag^+/Ag é cátodo e isso faz com que a concentração de Ag^+ diminua)

B)A prata é o agente redutor(Falsa, o cobre é ânodo e por isso agente redutor, não a prata.

C) O íon Cu^2+ sofre oxidação. Falsa ( O Cu^2+ é ânodo, consequentemente e o seu íon  não permite alterar o nox

D) o eletrodo negativo ou ânodo terá a sua massa aumentada( Falsa, o cobre cede elétrons como diz a questão, sua massa diminuirá

E) O fluxo de elétrons é: Ag^+→Ag(Falsa, na pilha sai do ânodo pro cátodo, isto é, do cobre para o íon prata.

4.(UFF) A primeira pilha elétrica produzido pelo italiano Alessandro volta, em 1800, consistia em discos de Zn e Ag metálicos, separados por discos de papelão molhados com solução aquosa de cloreto de sódio. Desde então, vários outros modelos e combinações de elementos foram sendo propostos. Uma das pilhas mais simples é a de Daniell, a qual é obtida da montagem adequada das simicélulas

Cu^2+/Cu e Zn^2+/Zn

Dados:

E˚zinco=-0,76

E˚cobre= 0,34

Considerando as informações e os potenciais de redução, assinale a alternativa correta:

A)   O potencial padrão da pilha é de -1,10v

B)   O potencial padrão da pilha é de 0,76v

C)   O ânodo de cobre tem polaridade negativa.

D)   O potencial E˚(Cu/Cu^2+) é 0,34

E)   O ânodo é formado pela semicélula do zinco

(Zn^2+/Zn)= -0,76→oxida e inverte

(Cu^2+/Cu) 0,34

Zn→Zn^2+  + 2e-= 0,76 depois de inverter

Cu^2+  +2e-→Cu=0,34

Reação global( Zn+ Cu^2+→Zn^2+   + Cu= 0,34+0,76

E˚= 1,10v

Obs: Com esse cálculo exclui-se as alternativas A e B

Obs: o ânodo é o zinco, não o cobre, com isso elimina a letra C

Obs: A letra D afirma que o potencial de oxidação é 0,34, enquanto que o correto é o potencial de redução que é 0,34

Obs: letra E correta, zinco é ânodo

RESPOSTA LETRA E

5.(UDESC) A seguir, são dados os potenciais padrões de redução dos metais prata e ferro, a 25˚C.

Ag^+   + 1e-→Ag  E˚= 0,80

Fe^2+   + 2e-→Fe E˚=-0,44

Coloca-se uma barra de prata em uma solução aquosa de FeSO4 1,0mol/L^-1, a 25˚C. Com relação ao que deve ocorrer com o sistema anterior, pode-se afirmar que:

A)A equação global da reação é:

2Ag + Fe^2+→2Ag^+   + Fe

B) A barra de prata deve reagir com FeSO4

C) O FeSO4 deve favorecer a oxidação da prata pela água em presença de oxigênio

D)Sendo a diferença de potencial igual a -0,36v, nas condições padrão, a reação é espontânea

E)Sendo a diferença de potencial -1,24, nas condições padrão, nenhuma reação deve ocorrer.

Variação de energia potencial: final-inicial=cátodo-ânodo

Variação de energia potencial= -0,44-0,80=-1,24

Variação de energia potencial é menor que zero, ou seja não ocorre reação

6. Considerando a tabela a seguir, assinale a alternativa correta:

A)o potencial do par(Li/Li^+) é -3,05(Errada, pois a tabela apresenta os potenciais de redução então o correto seria que o potencial de oxidação fosse 3,05

B)Para 2 mol de Cu^2+, o potencial padrão de redução é igual a 0,68(Errada, pois E˚ de redução de um elemento não muda de acordo com o número de mols

C)O potencial da pilha Li/Li^+//Cu^2+/Cu é igual a 3,93V (Errada, como flui do ânodo pro cátodo: variação de energia potencial seria=cátodo-ânodo=0,34+3,05=3,39

D) O cátion Ag^+ é menos reativo que o cátion Li^+(Errada; A prata reduz mais que o lítio, por isso deve reagir mais

E)Dos elementos citados, o lítio é o que tem o maior potencial de oxidação(Correto, pois é o que menos reduz)

7. Sobre potenciais de redução e potenciais de oxidação, podemos afirmar que:

A)O potencial de redução do ouro metálico é maior que o potencial de redução do ferro metálico. ( errada. Ouro metálico tem potencial de redução=1,40 e o ferro metálico -0,04, isso significa que o potencial de oxidação do ouro metálico é menor

B)O potencial de oxidação do gás flúor é maior que o potencial de oxidação do gás cloro. ( errada. o potencial de redução do flúor é 2,87 e o potencial de redução do cobre é 1,36, isso significa que a oxidação do flúor é menor

C)São iguais para o átomo de hidrogênio( Errada, é o cátion que apresenta potencial de redução

D)O potencial de redução do cátion x²+ é simétrico ao potencial de oxidação do átomo x(Correta, pois um reduz e outro oxida)

E) São propriedades extensivas(errada, são intensivas)

8. Os potenciais dos pares (Al^3+/Al) e (Cu^2+/Cu) são, respectivamente, -1,66V e 0,34V. Calcule a variação de energia livre da pilha galvânica

Dados: F=96.500 C/mol

Achar a equação geral, como o alumínio possui menor potencial redutor eu inverto

Cu^2+   + 2e-→Cu(3)

Al→Al^3+  +3e-   (2)

3Cu^2+   + 6e-→3Cu

2Al→2Al^3+   + 6e-

2Al+3Cu^2+→2Al3^3+  + 3Cu

Pela fórmula

Variação de energia potencial= cátodo-ânodo ou E˚oxi-E˚redutor

Variação de energia potencial= 1,66+0,34= 2,0V

Número de elétrons é=6

Calcular a variação de energia livre= -NF.variação de energia potencial

Variação de energia livre= -6.96.500.2,0V

Variação de energia livre=-1.158C.V=-1,158KJ→RESPOSTA

9.Quando a pilha Al/Al^3+//Ag^+/Ag sofre descarga, podemos afirmar que:

A)[Al3+] decresce

B)[Ag decresce]

C)O potencial de oxidação do alumínio metálico cresce, enquanto o potencial de redução da prata metálica decresce

D) O potencial de redução do alumínio metálico cresce, enquanto o potencial de redução da prata metálica decresce

E) O ânodo sofre aquecimento, enquanto o cátodo sofre resfriamento.

A correta é a letra C, pois na descarga elétrica quem tem maior potencial de redução vai diminuindo o mesmo, e quem tem menor potencial vai aumentando.

10.Para a pilha galvânica descarregada Li/Li^+//Cu/Cu^2+, podemos afirmar que:

Dados:

E˚(Li^+/Li)=-3,05

E˚(Cu^2+/Cu)= 0,34

A)DELTA E˚ maior que zero(errada, pois na descarga delta E˚=0)

B)Delta G˚ menor que zero(errada, pois na descarga delta G˚)

C)Kc maior que zero(correta pois delta E˚= cátodo-ânodo= 0,34+3,05=3,39)

D)não há transferência de elétrons pelo condutor externo(Errada, pois o processo é espontâneo e permite transferência de elétrons)

E) Delta E˚ menor que zero(errada, pois delta E˚)

Sas

Capítulo 17, Hidrólise Salina e solução-tampão

1) (FESP - UPE) Um determinado "HInd" apresenta uma constante de dissociação, Ki = 1,0 x 10-5. Admitindo-se que a forma não-ionizada tem a coloração "amarela" e o íon- Ind- tem a coloração "roxa", é de se esperar que as soluções aquosas de hidróxido de sódio, carbonato de potássio, borato de sódio e cianeto de potássio, quando em contato com algumas gotas do indicador, apresentem respectivamente as colorações:

a) amarela - roxa - roxa - amarela
b) roxa - roxa - amarela - amarela
c) amarela - amarela - amarela - amarela
d) roxa - roxa - roxa - roxa
e) roxa - roxa - roxa – amarela

02)  (UNIFOR - CE) Carbonato de sódio, quando dissolvido em água, origina solução básica. Isso porque o ânion do sal interage com água, originando:

a) ácido fraco
b) base fraca
c) sal básico pouco solúvel
d) sal ácido pouco solúvel
e) gás de caráter ácido

03) (UNIFESP) O nitrito de sódio, NaNO₂, é um dos aditivos mais utilizados na conservação de alimentos. É um exelente agente antimicrobiano e está presente em quase todos os alimentos industrializados á base de carne, tais como presuntos, mortadelas, salames, entre outros. Alguns estudos indicam qure a ingestão desse aditivo pode proporcionar a formação, no estômago, de ácido nitroso e este desencadear a formação de metabólitos carcinogênicos.

Dada a constante de hidrólise Kh = Kw/Ka e considerando as constantes de equilíbrio Ka (HNO₂) = 5 5.10^(4) e Kw = 1. 10 ^(-14), a 25 °C, o pH de uma solução aquosa de nitrito de sódio 5. 10² mol/L, nessa temperatura, tem valor aproximadamente igual a :

a)    10

b)    8

c)    6

d)    4

e)    2

04)  (Puccamp) Mares absorvem grande parte do CO‚ concentrado na atmosfera, tornando-se mais ácidos e quentes, segundo cientistas.

       A Royal Society, do Reino Unido, começou um estudo para medir os níveis de acidez dos oceanos sob a influência do aumento da concentração de dióxido de carbono. O CO‚ concentrado na atmosfera é responsável pelo efeito estufa.

       Na água, elevando a acidez, o gás interfere na vida de corais e seres dotados de concha, assim como diminui a reprodução do plâncton, comprometendo a cadeia alimentar de animais marinhos.

        Em uma solução aquosa 0,10 mol/L de carbonato de sódio ocorre a hidrólise do íon carbonato: CO32-(aq) + H2O (ℓ) HCO3- (aq) + OH-(aq) 
Constante de hidrólise, K(h) = 2,5 × 10^(-4)
Calculando-se, para essa solução, o valor de [OH-] em mol/L, encontra-se 
a) 5 × 10^(-3)

b) 4 × 10^(-3)

c) 3 × 10^(-3)

d) 2 × 10^(-3)

e) 1 × 10^(-3)

05) Em um laboratório, 3 frascos contendo diferentes sais tiveram seus rótulos danificados. Sabe-se que cada frasco contém um único sal e que soluções aquosas produzidas com os sais I, II e III apresentaram, respectivamente, pH ácido, pH básico e pH neutro. Estes sais podem ser, respectivamente:

a)     acetato de sódio, acetato de potássio e cloreto de potássio.

b)     cloreto de amônio, acetato de sódio e cloreto de potássio.

c)     cloreto de potássio, cloreto de amônio e acetato de sódio.

d)    cloreto de potássio, cloreto de sódio e cloreto de amônio.

e)    cloreto de amônio, cloreto de potássio e acetato de sódio.

RESOLUÇÃO:

Meio básico: CH3COO–Na+ (sal de ácido fraco e base forte)

CH3COO– + HOH ←→ CH3COOH + OH–

Meio ácido: NH4Cl (sal de ácido forte e base fraca)

NH4

+ + H2O ← → NH3 + H3O+

Meio neutro: KCl (sal de ácido forte e base forte)

Não ocorre hidrólise.

Resposta: B

06)  (PUC/Campinas) No plasma sanguíneo há um sistema-tampão que contribui para manter seu pH dentro do estreito intervalo 7,35 fora deste intervalo ocasionam perturbações fisiológicas. Entre os sistemas químicos abaixo qual representa um desses tampões?

a) H2CO3/HCO3-

b) H+/OH-

c) HCl/Cl-

d) NH3/OH-

e) glicose/frutose

07) O pH de um tampão, preparado misturando-se 0,1 mol de ácido lático e 0,1 mol de lactato de sódio, em um litro de solução é: Dados: Ka = 1,38.10-4

a)    3,86

b)    3,76

c)    5,86

d)    6,86

e)    4,86

08) É aconselhável que a relação entre o pH e  o pKa de uma solução-tampão seja igual a :

a)    10^(0)

b)    10^(1)

c)    10^(2)

d)    10^(3)

e)    10^(-3)

 

09)  (UEM PR/2008) Qual é o pH aproximado de uma solução obtida através da mistura de 100 m de uma solução aquosa de HCN 1 x 10–2 mol. –1 com 100 m de uma solução aquosa de KCN 5 x 10–2 mol. –1, sabendo-se que o Ka do HCN é 4,9 x 10–10 (pKa = 9,31)? (Dados: log 5  0,7)

a) pH = 2

b) pH = 12

c) pH = 10

d) pH = 7

e) pH = 4

 

10) (UNIFOR CE) Considere um litro de solução aquosa 0,10 mol/L de ácido acético (CH3COOH). Para obter-se uma solução-tampão (aquela cujo pH não se altera pela adição de ácidos ou bases), pode-se misturar essa solução com um litro de solução aquosa 0,10 mol/L de

a) ácido sulfúrico (H2SO4).

b) hidróxido de sódio (NaOH).

c) cloreto de sódio (NaCl).

d) amônia (NH3).

e) acetato de sódio (CH3COONa).

Química - Reações Redox

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Tabela de pH e pOH.

Calculadora Científica Noções Básicas

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Físico-Química: Exercício de Gases Ideais

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Questões do SAS

Capítulo 23 - Eletrólise com eletrodos reativos

1. No banho de ouro em um anel de prata, tanto o anel quanto o eletrodo de platina foram imersos em uma solução aquosa de nitrato áurico. Sobre esse processo de eletrodeposição, podemos afirmar que:

      a)      Ocorre redução do ouro metálico.

      b)      A água oxida-se.

      c)       A platina sofre corrosão.

      d)      O nitrato recobre a placa de platina.

      e)      A douração é um processo espontâneo.

                                         

Justificativa: 

      A alternativa correta é a letra "b", pois durante o banho de ouro em anel de prata imerso em uma solução de nitrato áurico (Au(NO₃)₃) ocorrerá a redução dos íons Au³⁺ no cátodo e a oxidação da água no ânodo.

2. De uma forma geral, os afluentes gerados em operações de galvanoplastia consistem nos descartes periódicos dos diversos banhos concentrados exauridos (desengraxantes, decapantes, cromatizantes, banhos de eletrodeposição etc.) e nas águas menos contaminadas. Esses afluentes são compostos por água e reativos. Após o tratamento desses afluentes tem-se como resultado a geração de resíduos com altos teores de metais e outros componentes tóxicos.

Uma forma de se reduzir o volume desses resíduos consiste:

      a) Em reduzir as atividades industriais da galvanoplastia.

b) Substituir as células eletrolíticas por células galvânicas.

      c) Incentivar a utilização de soluções muito diluídas nas eletrodeposições.

      d) Subsidiar os afluentes da galvanoplastia.

      e) Reduzir as perdas de reativos químicos.

Justicativa: 

      A alternativa correta é a letra "e", pois reduzir as perdas de reativos químicos é a melhor forma de se evitar o lançamento de grandes volumes de efluentes descartados nas águas após a realização de diversos processos de galvanoplastia.

3. (UFV) O processo de galvanização consiste no revestimento metálico de peças condutoras que são colocadas como eletrodos negativos em circuito de eletrólise (observe o esquema a seguir).

Considere as seguintes afirmativas:

                                I. Na chave, ocorre a reação: Ni²⁺ + 2 e^- → Ni⁰

                                II. No pólo positivo, ocorre a oxidação do níquel.

                                III.No pólo positivo, ocorre a reação: Ni° → Ni²⁺ + 2 e¯

                                IV. O eletrodo positivo sofre corrosão durante a eletrólise.

                                V. A chave é corroída durante o processo.

A alternativa que contém apenas as afirmativas corretas é :

      a)      I, II, III, IV e V.

      b)      I, II, III, e IV.

      c)       I, II e III.

      d)      II e III.

      e)      I, II, III e V.

04.  (ITA- Adaptada) Em um processo de eletrodeposição de níquel, empregou-se um eletrodo ativo de níquel e um eletrodo de cobre, ambos parcialmente imersos em uma solução aquosa contendo sais de níquel (cloreto de sulfato) dissolvidos, sendo este eletrólito tamponado com ácido bórico. No decorrer do processo, conduzindo à temperatura de 55 °C e pressão de 1 atm, o níquel metálico depositou-se sobre a superfície do eletrodo de cobre. Considere que as seguintes afirmações sejam feitas:

                                I. Ocorre formação de gás cloro no eletrodo de cobre.

                                II. A concentração de íons cobre aumenta na solução eletrolítica.

                                III. Ocorre formação de hidrogênio gasoso no eletrodo de níquel.

                                IV. O ácido bórico promove a precipitação de níquel na forma de produto insolúvel no meio aquoso.

Explique e justifique a veracidade ou não de cada uma das afirmações.

Resposta:

 A I é falsa pois no eletrodo de cobre ocorrerá a reducão do Ni²⁺

 A II também é falsa pois eletrodo de cobre é o cátodo 

 A III também é falsa pois o eletrodo de níquel é o ânodo no qual ocorrerá a oxidação do próprio eletrodo.

 A IV é falsa pois os boratos de metais de transição são geralmente insolúveis.

05.   O refino eletrolítico do cobre talvez seja a aplicação mais importante da eletrólise. Nesse processo, ocorre:

       a) Obtenção de metais alcalinos na lama anódica.

       b) Oxidação de Cu²⁺.

       c) Redução do cobre metálico.

       d) Oxidação do cobre metálico e redução do cátion cúprico.

       e) Obtenção do cobre como composto puro.

06)   Na douração de uma peça metálica, a platina faz parte do eletrodo no qual ocorre a oxidação. Diante disso,  podemos afirmar que a solução aquosa de sal de ouro:

       a) Deve ser concentrada.

       b) Deve ser diluída.

       c) Não participa do processo.

       d) Resfria-se ao longo do processo.

       e) Deve ter soluto insolúvel em água.

07) (UFMG) O diagrama a seguir mostra um esquema utilizado para recuperar moedas de cobre antigas, parcialmente oxidadas.

O processo que ocorre na superfície da moeda é:

      a) Cu²² ₍ₐq₎ + 2 e¯ → Cu ₍s₎

      b) Cu ₍s₎ → Cu ²⁺ + 2 e¯

      c) 2H₂O₍l₎ → 1O₂₍g₎ + 4H¹⁺₍aq₎ + 4 e¯

      d) 4OH¹¯ ₍aq₎ → 1O₂₍g₎ + 2H₂O ₍l₎ + 4 e¯

      e) 1O²₍g₎ + 4H¹⁺₍aq₎ + 4e¯ → 2H₂O ₍l₎

08)   (UFG- Adaptada) Em metalurgia, um dos processos de purificação de metais é a eletrodeposição. Esse processo é representado pelo esquema a seguir, nos quais dois eletrodos inertes são colocados em um recipiente que contem solução aquosa de NiCl₂.

Baseando-se no esquema apresentado anteriormente, escreva as semirreações que ocorrem no cátodo e no ânodo dessa célula eletrolítica.

09)   (FUVEST) Para pratear eletroliticamente um objeto de cobre e controlar a massa de prata depositada no objeto foram montada a aparelhagem a seguir:

I, II e III, são respectivamente:

a)      Objeto de cobre, chapa de platina e amperímetro.

b)      Chapa de prata, objeto de cobre e voltímetro.

c)       Objeto de cobre, chapa de cobre e voltímetro.

d)      Objeto de cobre, chapa de prata e amperímetro.

e)      Chapa de prata, objeto de cobre e amperímetro.

10) (UNIP) Em uma fábrica, foi feita uma tubulação de ferro contendo juntas (ligações entre tubos de ferro) feitas de cobre. Nessa tubulação passa uma solução aquosa. Essa empresa está sofrendo de problemas de corrosão na tubulação. Imagine que você foi chamado para resolver o problema. Faça, então, um relatório para o dono da empresa explicando por que ocorre a corrosão e quais as partes da tubulação mais afetadas, bem como apresentando uma solução para o problema.

      Resposta: 

      O sistema é a tubulação de água, os materiais são os tubos (ferro-carbono) e as juntas (cobre. As observações  feitas foi de que há intenso processo corrosivo na região próxima às juntas e, que a causa foi a corrosão galvânica provocada pelo contato de dois metais diferentes (cobre e ferro), que causa a corrosão do metal de maior potencial de oxidação. A possível solução seria da limpeza das áreas com corrosão, a substituição do material corroído e a substituição das juntas de cobre.