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Exercícios sobre cálculo do potencial de uma pilha

Nossos exercícios testarão seus conhecimentos sobre o cálculo do potencial de uma pilha. Também disponibilizamos resoluções comentadas das questões.

Questão 1

Assinale a opção que contém, respectivamente, a ddp, o ânodo, o cátodo e o número de elétrons envolvidos na reação global da pilha galvânica padrão de Zn e Cr. Dados:

Zn2+ + 2 e → Zn, Eo = – 0,76 V

Cr3+ + 3 e → Cr, Eo = – 0,74 V

a) – 0,02 V; Zn; Cr+3; 3.

b) + 0,02 V; Zn; Cr+3; 6.

c) – 0,70 V; Zn+2; Cr; 6.

d) + 0,70 V; Cr; Zn; 3.

e) + 0,02 V; Cr+3; Zn; 2.

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Questão 2

Determine o valor da ddp da pilha Ca / Ca2+ // Pb2+ / Pb sabendo que:

Ca2+ + 2 e → Ca, Eo = – 2,76 V;

Pb2+ + 2 e → Pb, Eo = – 0,13 V.

a) + 2,89 V

b) + 2,63 V

c) – 2,89 V

d) – 2,63 V

e) + 2,73 V

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Questão 3

(PUC-SP) Uma pilha-padrão que é formada por Cu/Cu(NO3)2 e Fe/FeSO4 apresenta um potencial igual a 0,78 volt. Conhecendo-se o potencial-padrão de redução de Cu2+ + 2 e Cu, que é E0 = 0,34 volt, e sabendo-se que o eletrodo de Fe(s) se dissolve, pergunta-se, qual é o potencial-padrão de redução de Fe2+ + 2 e → Fe(s)?

a) 0,44 V.

b) 1,12 V.

c) – 0,44 V.

d) – 1,12 V.

e) 2,29 V.

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Questão 4

(UFSCar-SP)- Dadas as semirreações:

2 Fe2+ → 2 Fe3+ + 2 e, Eo = – 0,77 V

2 Cl-1 + 2 e → Cl2 + 2e, Eo = – 1,36 V

Calcule o potencial da reação e diga se ela é espontânea ou não, assinalando a opção correta:

2 Fe2+ + Cl2 → 2 Fe3+ + 2 Cl-1

a) - 0,59 V; a reação não é espontânea.

b) 0,59 V; a reação não é espontânea.

c) 0,59; a reação é espontânea.

d) - 2,13 V; a reação não é espontânea.

e) 2,13 V; a reação é espontânea.

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra b). Os dados fornecidos pelo exercício foram:

• Potencial de redução do zinco = - 0,76 V;

• Potencial de redução do cromo III = - 0,74 V.

Passo 1: Cálculo da ddp da pilha:

Basta utilizar os valores fornecidos na equação a seguir:

ΔE = Eredução maior – Eredução menor

ΔE = -0,74 - (-0,76)

ΔE = -0,74 + 0,76

ΔE = + 0,02 V

Passo 2: Determinação do ânodo

O ânodo de uma pilha sempre é a espécie que apresenta o menor potencial de redução, logo, o Zn.

Passo 3: Determinação do cátodo

O cátodo de uma pilha sempre é a espécie que apresenta o maior potencial de redução, logo, é o Cr.

Passo 4: Determinar o número de elétrons envolvidos na equação global

Para determinar o número de elétrons envolvidos na equação global de uma pilha, basta multiplicar o número de elétrons de uma equação com o número de elétrons da outra:

Zn2+ + 2 e → Zn, Eo = – 0,76 V

Cr3+ + 3 e → Cr, Eo = – 0,74 V

Número de elétrons = 2.3

Número de elétrons = 6

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Resposta Questão 2

Letra b). O exercício fornece os seguintes dados:

• Potencial de redução do cálcio = - 2,76 V;

• Potencial de redução do chumbo II = - 0,13 V.

Como o exercício solicita o potencial da pilha (ΔE), basta utilizar os valores fornecidos na expressão a seguir:

ΔE = Eredução maior – Eredução menor

ΔE = -0,13 - (- 2,76)

ΔE = -0,13 + 2,76

ΔE = + 2,63 V

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Resposta Questão 3

Letra c). O exercício fornece os seguintes dados:

• Voltagem da pilha (ddp ou ΔE) = 0,78 V;

• Potencial de redução do cobre = 0,34 V;

• O Fe(s) dissolve-se, logo, de acordo com a equação presente no enunciado, ele se transforma no cátion ferro II (Fe2+), ou seja, sofre oxidação e, por isso, apresenta potencial de redução menor.

Como o exercício solicita o potencial de redução do ferro (Fe2+), basta utilizar os valores fornecidos na expressão a seguir:

ΔE = Eredução maior – Eredução menor

0,78 = 0,34 - Eredução menor

Eredução menor = 0,34 – 0,78

Eredução menor = -0,44 V

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Resposta Questão 4

Letra c). O exercício fornece os seguintes dados:

• Potencial de oxidação do ferro II = - 0,77 V;

• Potencial de oxidação do cloreto = - 1,36 V.

Como a questão pede o potencial da pilha (ΔE), basta utilizar os valores fornecidos na expressão a seguir:

ΔE = Eoxidação maior – Eoxidação menor

ΔE = - 0,77 - (-1,36)

ΔE = - 0,77 + 1,36

ΔE = + 0,59

Como o ΔE é positivo, o processo é espontâneo.

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