Eletroquímica

Prof: João

Como o Cobre é mais nobre que o Zinco, ele reduz oxidando o zinco

PILHA: Dispositivo em que uma reação de oxirredução (reação redox) espontânea

gera energia elétrica.

CONCEITOS BÁSICOS:• oxiDAR : DAR elétrons, o NOX Aumenta.

REduzir : REceber elétrons, o NOX Reduz.

• AGENTE OXIDANTE: Substância com o elemento que REDUZIU.

• AGENTE REDUTOR: Substância com o elemento que OXIDOU.

Os elétrons migram do eletrodo em que ocorre oxidação (ÂNODO) para

o eletrodo em que ocorre redução (CÁTODO)

Após o funcionamento da pilha

Sentido dos elétronsMaior Eoxid para o menor Eoxid

Metais com maior potencial de redução (maior Ered)

Platina O mais nobre dos metais, grande

tendência à redução.

OuroPrataCobre

Mercúrio

PILHA DE DANIEL

PILHAS – Conceitos importantes

PÃONa Pilha no ANODO

ocorre OXIDAÇÃO e o polo é - (NEGATIVO)

Nomenclatura dos Eletrodos

Equações da pilha

Medindo a ddp de uma PilhaExperiência: seja a pilha de Daniell, na

qual intercalaremos no fio condutor um voltímetro (aparelho usado para medida da ddp).A ddp registrada para a pilha zinco-cobre é igual a 1,10 V, ou seja, a ddp entre os eletrodos de zinco e cobre é igual a 1,10 V.

•Teoricamente a ddp é calculada da seguinte forma:

A medida do Ered absoluto de um eletrodo é impossível e, sendo assim, a equação acima possui duas incógnitas, já que o único valor obtido na prática é a ddp.Não sendo possível medir o valor absoluto do Ered de um eletrodo, iremos trabalhar com potenciais relativos, e para tanto vamos escolher um eletrodo padrão. O escolhido foi o eletrodo de hidrogênio ao qual se atribui o Ered= zero.

Fórmula para cálculo da ddp

Exercícios1- Seja a pilha esquematizada a seguir,onde é fornecido o sentido do fluxo de e- :

Responda:a) Qual eletrodo é o cátodo (polo +)?b) Qual eletrodo é o ânodo (polo -)?c) Qual é a semi-reação no eletrodo de chumbo?d) Qual é a semi-reação no eletrodo de prata?e) Qual é a espécie química que se oxida?f) Qual é a espécie química que se reduz?g) qual é a placa que apresenta sua massa aumentada?h) Qual é a placa que apresenta a massa diminuída?i) qual é a reação global da pilha?

Exercícios2- (PUC) – Observe a célula eletroquímica e considere os

seguintes potenciais de redução

A partir dos dados fornecidos determine:a) a semi-reação catódica;b) a semi-reação anódicac) a equação globald) a ddp

3-(PUC) – Considerando-se a pilha representada por Pb0/Pb2+// Cd2+/Cd0 , pode-se afirmar que é incorreta a afirmativa:

a) O ânodo é constituído pelo eletrodo de chumbo. b) O cátodo é constituído pelo eletrodo de cádmio.c) No ânodo ocorre oxidação. d) O ânodo é o pólo positivo, e o cátodo é o pólo

4- (PUC) – É dada a sucessão Mg, Aℓ Cr, Fe, em que qualquer metal da esquerda pode ceder elétron para os cátions de qualquer metal mais à direita. Considere a pilha: Mg,Mg2+(1M)/Fe2+,Fe(1M) (25ºC); onde os sais são sempre sulfatos.

Sobre ela é correto afirmar:a) A chapa de ferro atua como eletrodo negativo (ânodo)b) A chapa de magnésio atua como eletrodo positivo (cátodo)

c) O magnésio é o agente oxidante d) A solução de Mg2+ irá se concentrar.

5- Analise o esquema:

Sobre a pilha, indique verdadeiro (V) ou falso (F)a) A lâmina de zinco vai se corroer, diminuindo a sua

massa.b) Ocorrerá um aumento da concentração de íons Zn 2+

em A.c) Ocorrerá deposição de Cu0 na lâmina de cobre,

aumentando a sua massa.d) Ocorrerá diminuição da concentração de íons Cu2+

em B.e) A direção do fluxo de elétrons é de B para A.

6- (PUC) – Em uma pilha , um dos eletrodos é o chumbo imerso em uma solução 1,0 M de íons Pb2+ e o outro é o magnésio imerso em uma solução 1,0 M e íons Mg2+ . Baseando-se nos potenciais-padrão de redução.

Pb2+ + 2e- Pb0 E0 = - 0,13 volts.Mg2+ + 2e- Mg0 E0 = - 2,38 volts.

São feitas as afirmações:• I.   O chumbo cede elétrons para o magnésio.• II. O eletrodo de magnésio funciona como cátodo da

pilha.• III. No eletrodo do chumbo ocorre redução. IV. A equação da reação global é: Mg0 + Pb2+Mg2++ Pb0

V. A diferença de potencial da pilha é E0 = + 2,25

volts.O número total de afirmações corretas é:a) 3 ; b) 2 ; c) 1 ; d) 4 ; e) 5 

7- Dados os potenciais-padrão de redução:

Li+/Li = -3,04 V ; 2H+/ H2 = 0,00 VK+ / K= -2,92 V ; Cu2+/Cu = 0,34 V

Zn2+/ Zn = -0,76 V ; Cℓ2/2Cℓ- = 1,36 V

F2 /2F- = 2,87 V ; Ag+/Ag = 0,80 V

Marque verdadeiro (V) ou falso (F):1( ) Dentre as espécie químicas apresentadas acima o lítio

é o que possui maior potencial de oxidação (capacidade de doar elétrons).

2 ( ) O gás flúor, por ser mais eletronegativo, tem maior potencial de redução do que o cloro.

3 ( ) Metais alcalinos têm maior tendência a se oxidar do que os halogênios.

4 ( ) A reação H2(g)+Zn2+ = Zn + 2H+ fornecerá um potencial elétrico positivo.

5 ( ) Numa pilha formada por eletrodos de cobre e zinco, o cobre irá se oxidar.

6 ( ) O cloro tem capacidade de oxidar o cobre metálico.

8- Uma pilha é constituída de um eletrodo de prata metálica mergulhado em uma solução de AgNO3 1 mol/L e de um eletrodo de cobre metálico mergulhado em uma solução de CuSO4 0,1 mol/L.

• a)       Escreva as equações das semi-reações que ocorrem nos eletrodos.

b) Escreva a equação química global que ocorre na pilha e calcule a diferença de potencial fornecida pela pilha nas condições padrões.

Potenciais-padrão de redução a 25ºC: Cu2++ 2e- Cu(s) E

0 = + 0,34 V

Ag+ + e- Ag(s) E0 = + 0,80 V

9- (UFMS)- Dadas as semi-reações, os potenciais-padrão de redução e o esquema da pilha de Daniell

Zn2+ + 2e- Zn0 ,E0 = - 0,76 voltsCu2++ 2e- Cu0 , E0 = + 0,34 volts

pergunta-se:a) O sentido da corrente de elétrons no condutor.b) A reação global e sua ddp (diferença de potencial ) na

condição-padrão

10- Você já deve ter sentido uma “dor fina” ao encostar em sua obturação metálica ( amálgama de mercúrio e prata) um talher de alumínio ou mesmo uma embalagem que contenha revestimento de alumínio. O que você sente é o resultado de uma corrente elétrica produzida pela pilha formada pelo alumínio e pela obturação.

Considere as informações a seguir e marque a opção que apresenta a ddp ou “fem, o cátodo e o ânodo, nesta ordem.

Dados:Aℓ3+ + 3e- = Aℓ(s) E 0 = -1,66 V

Hg22+ + 2e- = 2Hg(liga com prata) E0 = + 0,85 V

RADIOATIVIDADE

Prof: João

Período de Semidesintegração ou Meia-vida (p ou t1/2)

É o tempo necessário para que metade do número de átomos de determinada substância radioativa se desintegre.

Considere uma amostra de substância radioativa qualquer, tendo N0 átomos:

Podemos observar que, a cada período de meia-vida (P) que se passa, o número de átomos radioativos na amostra diminui pela metade.

Graficamente, podemos representar o processo de decaimento radioativo através

da curva exponencial de decaimento: 

Fissão Nuclear Fissão Nuclear é a quebra do núcleo de um átomo em

núcleos menores, com liberação de uma quantidade enorme de energia.

Consiste na síntese (reunião) de núcleos, dando origem a um núcleo maior e mais estável, e na emissão de grande quantidade de energia. São necessárias altas temperaturas para que ocorra a fusão nuclear.Esse processo é o que ocorre no Sol, onde núcleos de hidrogênio leve (prótio) se fundem, formando núcleos de hélio com liberação de alta quantidade de energia.

FUSÃO NUCLEAR

Aplicações de alguns radioisótopos

Exercícios1. (UNIRIO) - O 201Tℓ é um isótopo radioativo usado na

forma de TℓCℓ3 (cloreto de tálio), para diagnóstico do funcionamento do coração. Sua meia-vida é de 73 h (~3 dias). Certo hospital possui 20 g deste isótopo. Sua massa, em gramas, após 9 dias, será igual a:

a) 1,25.b) 3,3.c) 7,5.d) 2,5.e) 5,0.

 

2. (Puccamp-SP) O iodo-125, variedade radioativa do iodo com aplicações medicinais, tem meia-vida de 60 dias. Quantos gramas de iodo-125 irão restar, após 6 meses, a partir de uma amostra contendo 2,00 g do radioisótopo?a) 1,50.b) 0,75.c) 0,66.d) 0,25.e) 0,10. 

3. (UFRS) O gráfico a seguir representa a variação da concentração de um radioisótopo com o tempo:

A observação do gráfico permite afirmar que a meia-vida do radioisótopo é igual a:a) 1 min ; b) 2 min ; c) 4 min.d) 5 min ; e) 10 min.

 

4. (UFRN) Com base no gráfico a seguir, estime o tempo necessário para que 20% do isótopo

ZXA se desintegrem:

a)20anos ; b)16anos.c)7,5anos ; d)2anos.

5. (Vunesp-SP) Em Goiânia, 100 g de 137CsCℓ foram liberados de uma cápsula, antes utilizada em radioterapia, e causaram um grave acidente nuclear. O gráfico representa a cinética de desintegração desse isótopo.

Para o 137Cs, o tempo de meia-vida e o tempo para que 87,5% tenha se desintegrado são, em anos, respectivamente:a) 60 e 30 ; b) 30 e 7,5 ; c) 60 e 90.d) 30 e 90 ; e)120 e 60.

6-(UFSM-RS) Relacione as radiações naturais alfa, beta e gama com suasrespectivascaracterísticas:alfa () 2. beta () 3. gama ()  Possuem alto poder de penetração, podendo causar danos irreparáveis ao ser humano.   São partículas leves, com carga elétrica negativa e massa desprezível.  São radiações eletromagnéticas semelhantes aos raios X, não possuem carga elétrica nem massa.   São partículas pesadas de carga elétrica positiva que, ao incidirem sobre o corpo humano, causam apenas queimaduras leves.A seqüência correta, de cima para baixo, é:a) 1, 2, 3, 2b) 2, 1, 2, 3c) 1, 3, 1, 2d) 3, 2, 3, 1e) 3, 1, 2, 1

 

7- (UFPE) A primeira transmutação artificial de um elemento em outro, conseguida por Rutherford em 1919, baseou-se na reação:

7N14 + 2He4 * + 1H

1

É correto afirmar que:a) o núcleo *tem 17 nêutrons.b) o átomo neutro do elemento * tem 8 elétrons.c) o núcleo 1H

1 é formado por um próton e um nêutron.d) o número atômico do elemento * é 8.e) o número de massa do elemento * é 17.