Exercícios Resolvidos sobre Eletroquímica

 

Introdução:

A eletroquímica é um ramo da química que estuda as reações químicas envolvendo transferência de elétrões. A análise e compreensão dessas reações são fundamentais para diversas aplicações, incluindo baterias, células voltaicas e processos industriais.

Os exercícios a seguir foram elaborados para abordar conceitos chave em eletroquímica, incluindo reações de oxidação-redução, células voltaicas e potencial padrão de eletrodo. Cada exercício apresenta uma situação específica relacionada à eletroquímica, seguida pela pergunta e a resposta resolvida.

Esses exercícios têm como objetivo fornecer uma prática efectiva para consolidar o entendimento desses conceitos importantes. À medida que você avança na resolução dos exercícios, observe as reações químicas e os princípios fundamentais que regem os processos eletroquímicos.

Lembre-se de que a eletroquímica desempenha um papel significativo em diversas áreas, desde a produção de energia até aplicações médicas, e uma compreensão sólida desses princípios é essencial para explorar e aplicar esses conhecimentos de forma prática e inovadora. Boa prática!

1. Dada a reação: ${\text{Cu}}^{2+}(��)+2{�}^{-}\to \text{Cu}(�)$

Pergunta: Qual é o agente redutor nesta reacção?

Resposta: O cobre ${\text{Cu}}^{2+}$ é o agente redutor, pois está sofrendo redução (ganho de elétrões).

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2. Considere a célula eletroquímica: $\text{Zn}(�)\mathrm{\mid }{\text{Zn}}^{2+}(��)\mathrm{\mid }\mathrm{\mid }{\text{Cu}}^{2+}(��)\mathrm{\mid }\text{Cu}(�)$

Pergunta: Qual é o sentido do fluxo de elétrões (corrente elétrica) nesta célula?

Resposta: Os elétrões fluem do Zinco (Zn) para o Cobre (Cu). Portanto, a corrente eléctrica vai do Zinco para o Cobre.

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3. Em uma célula eletroquímica, a voltagem padrão é dada por ${�}^{\circ }={�}_{\text{c}\acute{\text{a}}\text{todo}}^{\circ }-{�}_{\hat{\text{a}}\text{nodo}}^{\circ }$.

Pergunta: Se ${�}_{\text{c}\acute{\text{a}}\text{todo}}^{\circ }=0,8\text{V}$ e ${�}_{\hat{\text{a}}\text{nodo}}^{\circ }=-0,5\text{V}$, qual é a voltagem padrão da célula?

Resposta: ${�}^{\circ }=0,8\text{V}-(-0,5\text{V})=1,3\text{V}$.

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4. Para a reação: ${\text{2H}}_2{\text{O}}_2(��)+2{�}^{-}\to {\text{2OH}}^{-}(��)+{\text{H}}_2�(�)$

Pergunta: Identifique a espécie oxidada e a espécie reduzida.

Resposta: A espécie oxidada é ${\text{H}}_2{\text{O}}_2$ e a espécie reduzida é ${\text{OH}}^{-}$.

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5. Considere a célula voltaica: $\text{Zn}(�)\mathrm{\mid }{\text{Zn}}^{2+}(��)\mathrm{\mid }\mathrm{\mid }{\text{Fe}}^{3+}(��),{\text{Fe}}^{2+}(��)\mathrm{\mid }\text{Pt}(�)$

Pergunta: Qual é a reação global dessa célula?

Resposta: $\text{Zn}(�)+{\text{2Fe}}^{3+}(��)\to {\text{Zn}}^{2+}(��)+{\text{2Fe}}^{2+}(��)$.

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6. Para a célula galvânica: $\text{Mg}(�)\mathrm{\mid }{\text{Mg}}^{2+}(��)\mathrm{\mid }\mathrm{\mid }{\text{Ag}}^{+}(��)\mathrm{\mid }\text{Ag}(�)$

Pergunta: Escreva as semirreações de oxidação e redução.

Resposta: Oxidação: $\text{Mg}(�)\to {\text{Mg}}^{2+}(��)+{\text{2e}}^{-}$. Redução: ${\text{Ag}}^{+}(��)+{\text{e}}^{-}\to \text{Ag}(�)$.

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7. Dada a reação: ${\text{2ClO}}^{-}(��)+{\text{2H}}_2�(�)\to {\text{Cl}}_2(�)+{\text{4OH}}^{-}(��)$

Pergunta: Qual é o agente oxidante nesta reação?

Resposta: O agente oxidante é o íon hipoclorito ${\text{ClO}}^{-}$, pois está sofrendo redução (perda de elétrons).

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8. Para a reação: ${\text{Sn}}^{4+}(��)+{\text{2e}}^{-}\to {\text{Sn}}^{2+}(��)$

Pergunta: Qual é a espécie reduzida nesta reação?

Resposta: A espécie reduzida é o íon estanoso ${\text{Sn}}^{4+}$.

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9. Se ${�}_{\text{c}\acute{\text{a}}\text{todo}}^{\circ }=0,6\text{V}$ e ${�}_{\hat{\text{a}}\text{nodo}}^{\circ }=0,8\text{V}$, qual é a voltagem padrão da célula voltaica?

Resposta: ${�}^{\circ }=0,6\text{V}-0,8\text{V}=-0,2\text{V}$.

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10. Considere a célula voltaica: $\text{Fe}(�)\mathrm{\mid }{\text{Fe}}^{2+}(��)\mathrm{\mid }\mathrm{\mid }{\text{Cu}}^{2+}(��)\mathrm{\mid }\text{Cu}(�)$

Pergunta: Se ${\text{Fe}}^{2+}\mathrm{/}\text{Fe}$ é o ânodo, qual é o sentido do fluxo de elétrons?

Resposta: O sentido do fluxo de elétrons vai do ferro (Fe) para o cobre (Cu).

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Espero que esses exercícios ajudem!

Elaborado por: Eusébio Francisco Guambe