Química

Exercícios sobre Eletroquímica

Exercícios sobre EletroquímicaExercícios sobre Eletroquímica

A eletroquímica é uma parte da química que estuda as reações de oxirredução e a transferência de elétrons para transformação de energia elétrica em energia química e vice-versa. Estuda um pouco mais sobre essa matéria lendo o nosso artigo!

Eletroquímica é uma área muito importante da química e muito recorrente no caderno de Ciências da Natureza e suas tecnologias do ENEM. Por isso, que tal praticar resolvendo alguns exercícios sobre eletroquímica? Nesse artigo você verá a definição e alguns exercícios sobre esse tema.

O Beduka também possui outros conteúdos de química que te ajudarão no ENEM e em outros diversos vestibulares. Estude química orgânica e inorgânica e dê uma olhada em nosso artigo sobre a chuva ácida.

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O que é Eletroquímica?

Eletroquímica é uma área da química que estuda as reações em que há transferência de elétrons (reações de oxidação e redução) e a sua conversão em energia elétrica.

Estuda também o processo contrário, ou seja, a conversão de energia elétrica em energia química que também pode ser chamada de eletrólise. Nessas situações, ocorrem trocas de elétrons entre os átomos e os íons.

A eletroquímica está bastante presente no nosso cotidiano. Esse processo está presente nas pilhas e baterias de celulares, controles remotos, lanternas, filmadoras, entre outros equipamentos bastante usados no dia-a-dia.

Reações de Oxirredução

Na eletroquímica estuda-se as reações de oxirredução, que são caracterizadas pela perda e ganho de elétrons. Ou seja, ocorre transferência de elétrons de uma espécie para outra. As reações de oxirredução ocorre em duas etapas:

  • Oxidação: Ocorre perda de elétrons. O elemento que provoca oxidação é chamado de agente oxidante.
  • Redução: Ocorre ganho de elétrons. O elemento que provoca a redução é chamado de agente redutor.

É importante conhecer o número de oxidação dos elementos, para saber quem ganha e quem perde elétrons.

Pilhas e Eletrólise

As pilhas e a eletrólise estão dentro da área de eletroquímica. A diferença entre os dois é a transformação de energia.

  • A pilha converte energia química em energia elétrica, de maneira espontânea.
  • A eletrólise converte energia elétrica em energia química, de maneira não espontânea.

Pilhas

A pilha, também chamada de célula eletroquímica, é um sistema onde ocorre a reação de oxirredução. Ela é composta por dois eletrodos e por um eletrólito, que em conjunto produzem energia elétrica. Quando conectamos duas ou mais pilhas, elas se tornam uma bateria.

O eletrodo é a superfície sólida condutora que possibilita a troca de elétrons.

  • O eletrodo no qual ocorre a oxidação é chamado de ânodo, representa o polo negativo da pilha.
  • O eletrodo no qual ocorre a redução é cátodo, o polo positivo da pilha.

Os elétrons são liberados no ânodo e seguem por um fio condutor até o catodo, onde ocorre a redução. Assim, o fluxo de elétrons segue de ânodo para o catodo.

O eletrólito ou ponte salina é a solução eletrolítica condutora dos elétrons, permitindo a sua circulação no sistema.

Eletrólise

A eletrólise é a reação de oxirredução que acontece de maneira não espontânea, provocada pela passagem de corrente elétrica vinda de fonte externa. A eletrólise pode ser ígnea ou aquosa.

A eletrólise ígnea aquela que se processa a partir de um eletrólito fundido, ou seja, pelo processo de fusão.

Na eletrólise aquosa, o solvente ionizante utilizado é a água. Em solução aquosa, a eletrólise pode ser realizada com eletrodos inertes ou eletrodos ativos (ou reativos).

Exercícios sobre Eletroquímica

1. (ENEM) Utensílios de uso cotidiano e ferramentas que contêm ferro em sua liga metálica tendem a sofrer processo corrosivo e enferrujar. A corrosão é um processo eletroquímico e, no caso do ferro, ocorre a precipitação do óxido de ferro(III) hidratado, substância marrom pouco solúvel, conhecida como ferrugem. Esse processo corrosivo é, de maneira geral, representado pela equação química:

Uma forma de impedir o processo corrosivo nesses utensílios é

a) renovar sua superfície, polindo-a semanalmente.

b) evitar o contato do utensílio com o calor, isolando-o termicamente.

c) impermeabilizar a superfície, isolando-a de seu contato com o ar úmido.

d) esterilizar frequentemente os utensílios, impedindo a proliferação de bactérias.

e) guardar os utensílios em embalagens. isolando-os do contato com outros objetos.

2. (PUC-SP) Dados:

Fe3+ (aq) +  e → Fe2+ (aq)        E° = – 0,77 V

Fe2+ (aq) + 2e → Fe (s)      E° = – 0,44 V

Cu2+(aq) + 2e → Cu (s)        E° = + 0,34 V

A formação da ferrugem é um processo natural e que ocasiona um grande prejuízo. Estima-se que cerca de 25% da produção anual de aço é utilizada para repor peças ou estruturas oxidadas. Um estudante resolveu testar métodos para evitar a corrosão em um tipo de prego. Ele utilizou três pregos de ferro, um em cada tubo de ensaio. No tubo I, ele deixou o prego envolto por uma atmosfera contendo somente gás nitrogênio e fechou o tubo. No tubo II, ele enrolou um fio de cobre sobre o prego, cobrindo metade de sua superfície. No tubo III, ele cobriu todo o prego com uma tinta aderente.

Após um mês o estudante verificou formação de ferrugem

a) em nenhum dos pregos.

b) apenas no prego I.

c) apenas no prego II.

d) apenas no prego III.

e) apenas nos pregos I e II.

3. (ENEM) Alimentos em conserva são frequentemente armazenados em latas metálicas seladas, fabricadas com um material chamado folha de flandres, que consiste de uma chapa de aço revestida com uma fina camada de estanho, metal brilhante e de difícil oxidação. É comum que a superfície interna seja ainda revestida por uma camada de verniz à base de epóxi, embora também existam latas sem esse revestimento, apresentando uma camada de estanho mais espessa.

SANTANA, V. M. S. A leitura e a química das substâncias. Cadernos PDE. Ivaiporã: Secretaria de Estado da Educação do Paraná (SEED); Universidade Estadual de Londrina, 2010 (adaptado).

Comprar uma lata de conserva amassada no supermercado é desaconselhável porque o amassado pode

a) alterar a pressão no interior da lata, promovendo a degradação acelerada do alimento.

b) romper a camada de estanho, permitindo a corrosão do ferro e alterações do alimento.

c) prejudicar o apelo visual da embalagem, apesar de não afetar as propriedades do alimento.

d) romper a camada de verniz, fazendo com que o metal tóxico estanho contamine o alimento.

e) desprender camadas de verniz, que se dissolverão no meio aquoso, contaminando o alimento.

4. (PUC-RJ) O trabalho produzido por uma pilha é proporcional à diferença de potencial (ddp) nela desenvolvida quando se une uma meia-pilha onde a reação eletrolítica de redução ocorre espontaneamente (cátodo) com outra meia pilha onde a reação eletrolítica de oxidação, ocorre espontaneamente (ânodo).

Com base nas semi-reações eletrolíticas acima, colocadas no sentido da oxidação, e seus respectivos potenciais, assinale a opção que indica os metais que produzirão maior valor de ddp quando combinados para formar uma pilha.

a) Cobre como cátodo e prata como ânodo.

b) Prata como cátodo e zinco como ânodo.

c) Zinco como cátodo e cádmio como ânodo.

d) Cádmio como cátodo e cobre como ânodo.

e) Ferro como cátodo e zinco como ânodo.

5. (ENEM)O boato de que os lacres das latas de alumínio teriam um alto valor comercial levou muitas pessoas a juntarem esse material na expectativa de ganhar dinheiro com sua venda. As empresas fabricantes de alumínio esclarecem que isso não passa de uma “lenda urbana”, pois ao retirar o anel da lata, dificulta-se a reciclagem do alumínio. Como a liga do qual é feito o anel contém alto teor de magnésio, se ele não estiver junto com a lata, fica mais fácil ocorrer a oxidação do alumínio no forno. A tabela apresenta as semirreações e os valores de potencial padrão de redução de alguns metais:

Disponível em: www.sucatas.com. Acesso em: 28 fev. 2012 (adaptado).

Com base no texto e na tabela, que metais poderiam entrar na composição do anel das latas com a mesma função do magnésio, ou seja, proteger o alumínio da oxidação nos fornos e não deixar diminuir o rendimento da sua reciclagem?

a) Somente o lítio, pois ele possui o menor potencial de redução.

b) Somente o cobre, pois ele possui o maior potencial de redução.

c) Somente o potássio, pois ele possui potencial de redução mais próximo do magnésio.

d) Somente o cobre e o zinco, pois eles sofrem oxidação mais facilmente que o alumínio.

e) Somente o lítio e o potássio, pois seus potenciais de redução são menores do que o do alumínio.

6. (UDESC)Uma pilha de Daniell opera em condições padrões com soluções aquosas de ZnSO4 e CuSO4, com diferença de potencial nos terminais de ΔE0. Cristais de CuSO4 são adicionados na respectiva solução, alterando o potencial para ΔE, na mesma temperatura.

Pode-se afirmar que este novo potencial:

a) permaneceu constante.

b) aumentou.

c) diminuiu.

d) ficou zero.

e) não pode ser calculado.

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Gabarito dos Exercícios sobre Eletroquímica

Exercício resolvido da questão 1 – c

Exercício resolvido da questão 2 – c

Exercício resolvido da questão 3 – b

Exercício resolvido da questão 4 – b

Exercício resolvido da questão 5 – e

Exercício resolvido da questão 6 – b

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