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Exercícios sobre Diferença de Potencial de uma Pilha

Exercícios de Química

Existe um potencial de redução e um de oxidação nos eletrodos de cada pilha, sendo que essa diferença de potencial pode ser medida por um voltímetro. Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça
questão 1

Baseado na lista de potenciais padrões de redução abaixo, responda qual espécie química entre os íons indicados nas alternativas é o melhor agente oxidante:

a)      Li0

b)      Na+

c)       Zn2+

d)      Cu2+

e)      I2

questão 2

Considere as seguintes semirreações para uma determinada pilha:

Ag+ + e- ↔ Ag0                                               E0= +0,80 V

Mg2+ + 2e- ↔ Mg0                         E0= -2,37 V

a. Qual é a semirreação de cada eletrodo?

b.Identifique o cátodo, o ânodo, o polo negativo e o polo positivo.

c.Qual é o valor de ∆E0?

d.Qual é o melhor agente oxidante da pilha?

questão 3

(Unifesp) A bateria primária de lítio-iodo surgiu em 1967, nos Estados Unidos, revolucionando a história do marca-passo cardíaco. Ela pesa menos que 20g e apresenta longa duração, cerca de cinco a oito anos, evitando que o paciente tenha que se submeter a frequentes cirurgias para trocar o marca-passo. O esquema dessa bateria é representado na figura.

Para esta pilha, são dadas as semirreações de redução:

Li+ + e→ Li                        E0= – 3,05 V

I2 + 2e → 2I–                               E0 = + 0,54 V

São feitas as seguintes afirmações sobre esta pilha:

I. No ânodo ocorre a redução do íon Li+.

II. A ddp da pilha é + 2,51 V.

III. O cátodo é o polímero/iodo.

IV. O agente oxidante é o I2.

São corretas as afirmações contidas apenas em:

a) I, II e III.

b) I, II e IV.

c) I e III.

d) II e III.

e) III e IV.

questão 4

(PUC-SP) As pilhas de níquel-cádmio (“ni-cd”) são leves e recarregáveis, sendo utilizadas em muitos aparelhos portáteis, como telefones e câmaras de vídeo. Essas pilhas têm como característica o fato de os produtos formados durante a descarga serem insolúveis e ficarem aderidos nos eletrodos, permitindo a recarga quando ligada a uma fonte externa de energia elétrica.

Com base no texto e nas semirreações de redução fornecidas a seguir, a equação que melhor representa o processo de descarga de uma pilha de níquel-cádmio é:

Cd2+(aq) + 2 e- ↔ Cd(s)                                                   E0= – 0,40 V

Cd(OH)2(s) + 2 e- ↔ Cd(s) + 2OH-(aq)                          E0= – 0,81 V
Ni2+(aq) + 2 e- ↔ Ni(s)                                                                E0= – 0,23 V

Ni(OH)(s) + 1 e- ↔ Ni(OH)2(s) + OH-(aq)                     E0= + 0,49 V

a)      Cd(s) + 2 Ni(OH)3(s) → Cd(OH)2(s) + 2 Ni(OH)2(s)

b)      Cd(s) + Ni(s) → Cd2+(aq) + Ni2+(aq)

c)       Cd(OH)2(s) + 2 Ni(OH)2(s) → Cd(s) + Ni(s)

d)      Cd2+(aq) + Ni2+(aq) → Cd(s) + Ni(s)

e)      Cd(s) + Ni(s) + 2OH-(aq) → Cd(OH)2(s) +Ni2+(aq)

respostas
Questão 1

Alternativa “e”.

Numa pilha, o agente oxidante é o que possui maior tendência de se reduzir, isto é, o que possui maior valor de potencial padrão de redução, que nesse caso é o I2 (E0= + 0,53).

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Questão 2

a.       Redução: Ag+ + e- ↔ Ag0   

Oxidação: Mg2+ ↔ Mg0+ 2e-

b.      Cátodo (polo positivo): prata; ânodo (polo negativo): magnésio.

c.       ∆E0 =  E0(cátodo)  -  E0(ânodo)
∆E0 = + 0,80 – (-2,37)
∆E0 = + 0,80 +2,37
∆E0 = + 3,17V

d.      O íon Ag+, pois seu potencial de redução (E0) é maior que o do Mg2+.

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Questão 3

Alternativa “e”.

I. Incorreta, porque no ânodo ocorre a oxidação do Lítio:

Li → Li+ + e– (oxidação)

II. Incorreta.

E0 = E0maior – E0menor

E0 = + 0,54V – (– 3,05V)

E0 = + 3,59V

III. Correta.

O cátodo é constituído pelo polímero/iodo, porque ele possui maior potencial de redução.

IV. Correta.

I2 + 2e →2I

Agente oxidante

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Questão 4

Alternativa “a”.

Processo de descarga de uma bateria de níquel-cádmio:

Semirreação do ânodo: Cd(s) + 2OH-(aq) ↔ Cd(OH)2(s) + 2 e-

Semirreação do cátodo: 2 Ni(OH)3(s) + 2 e↔ 2 Ni(OH)2(s) + 2OH-(aq)
Reação Global: Cd(s) + 2 Ni(OH)3(s) → Cd(OH)2(s) + 2 Ni(OH)2(s)

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