CQ 049
Prof. Marcio Vidotti
1S de 2011
Curso: Química
Avisos: (i) Dois (ou mais) exercícios desta lista entrarão na P2.
01. Qual a base termodinâmica para uma reação redox? No que se baseia a espontaneidade de uma
reação eletroquímica?
02. Descreva o que são células galvânicas e eletrolíticas. Cite um exemplo para cada situação.
03. Monte um esquema de pilha, utilizando o exemplo dado em aula, Zn (s)|Zn2+(aq) 0,15 M||Cu2+(aq)
0,35M|Cu(s), indicando as semi-reações, identifique as reações de oxidação e redução e o potencial
padrão da pilha e o potencial nas condições dadas.
04. Calcule a informação requerida das seguintes reações redox.
Zn(s)|Zn2+(aq) 0,32 M||Cu2+(aq) 0,75M|Cu(s), E = ?
Pb(s)|Pb2+(aq, ?)||Pb2+(aq, 0.1 M)|Pb(s), E = 0.050 V
05. Monte o esquema de células para a eletrólise ígnea do NaCl, indicando os pólos, as reações redox e
os produtos formados. Ainda neste exercício, qual o motivo de não realizarmos a eletrólise em
ema solução aquosa?
06. Quantos mols de elétrons seriam necessários para se depositar 1.0 g de ouro em um eletrodo
inerte? Assumindo que o tempo necessário para tal deposição seja 1000 segundos, qual a corrente
elétrica obtida? Essa corrente é catódica ou anódica?
07. Imagine que você necessita titular uma solução 0.1 M de HCl, como eu poderia realizar esta
titulação a partir da eletrólise da água? Explique.
08. Qual a necessidade da utilização de um eletrodo de referência em medidas eletroquímicas? Como
funciona uma célula eletroquímica de três eletrodos?
09. Descreva como funciona um eletrodo de vidro (para leituras de pH), relacione a medida da [H+]
com a equação de Nernst.
10. Abaixo, está mostrado como a corrente amperométrica varia com a aplicação de um potencial,
esta célula é composta de apenas dois eletrodos inertes. Descreva as regiões da curva e relacione
com as reações que ocorrem em ambos os eletrodos.
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11. Descreva os processos que podem ocorrer em uma reação efetuada na superfície de um eletrodo.
12. Qual a importância da descrição da dupla camada elétrica?
13. Foram descritos em aula três modelos básicos referentes à região da dupla camada elétrica.
Explique em quais conceitos cada um deles se baseia. Complete sua resposta com ilustrações
representando as diferenças entre eles.
14. Foi feita em sala de aula um desenvolvimento a partir de expressões de velocidade até chegar à
equação de Butler-Volmer. Reveja as etapas deste processo e tente refazê-las. Você vê alguma
relação desta equação com a equação de Nernst?
15. Através da equação de Butler-Volmer, descreva como pelo controle da sobretensão () é possível
obter uma corrente anódica ou catódica.
16. Conceitue:
(a) Corrente de troca;
(b) Sobrepotencial;
(c) Coeficiente de transferência;
(d) Gráfico de Tafel;
17. Num certo eletrodo em contato com solução aquosa dos íons M 2+ e M3+, a 25o C, o coeficiente de
transferência é de 0,39. A densidade de corrente é de 55,0 mA cm-2 quando a sobretensão é 155
mV. Qual a sobretensão necessária para a densidade de corrente ser de 75 mA cm -2? Com esses
dados calcule a corrente de troca deste sistema.
18. Os dados da tabela seguinte dão a corrente anódica num eletrodo de platina, de 2,0 cm 2 de área,
em contato com solução aquosa de íons Fe3+ e Fe2+, a 298 K. Estimar a densidade de corrente de
troca e o coeficiente de transferência do processo no eletrodo.
 / mV
i / mA
50
8,8
100
25,0
150
58,0
200
131
250
298
19. Observaram-se as seguintes densidades de corrente em um eletrodo de Pt, H 2|H+, em H2SO4
diluído, a 25o C. Estimar o coeficiente de transferência e a corrente de troca para o eletrodo.
 / mV
j / mA cm-2
50
2,66
100
8,91
150
29,9
200
100
250
335
20. A partir de medidas de sobretensão do desprendimento de H2 sobre um eletrodo de mercúrio
forma coletados os dados de densidade de corrente mostrados na tabela abaixo. A partir destes,
determine a densidade de corrente de troca e o coeficiente de transferência:
j / mA m-2
/V
2,9
0,60
6,3
0,65
28
0,73
100
0,79
250
0,84
630
0,89
1650 3300
0,93 0,96
Explique os desvios encontrados em relação à equação de Tafel.
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21. Em uma síntese galvanostática em solução aquosa foram obtidos os dois perfis mostrados abaixo,
um apresentando uma densidade de corrente de 10 mA cm-2 (linha preta) por 50 segundos e outro
de 20 mA cm-2 durante 100 segundos (linha vermelha), ambos experimentos foram realizados em
um eletrodo de 1,0 cm2 de área. Responda:
(a) Em cada situação, calcule a carga obtida.
(b) Quais são as vantagens e desvantagens desta técnica?
(c) Sabendo que o potencial de redução da água está em
aproximadamente -1,3 V, responda em qual das duas
situações teremos uma maior precisão quantitativa,
explique.
(d) Imaginando que esta é uma síntese de um filme fino
sobre a superfície do eletrodo, discuta como
experimentalmente você controlaria a rugosidade e a
espessura do filme?
22. Explique quais as vantagens de uma reação eletroquímica sobre um eletrodo onde o potencial está
constante e controlado. Mostre o perfil de uma cronoamperometria nessas situações, explicando
as regiões do gráfico de j vs tempo.
23. Descreva como ocorre o fenômeno de difusão em um processo eletroquímico. A partir da sua
explicação, explique a equação de Cottrell e como ela pode ser relacionada para fins analíticos.
Suporte sua resposta com uma figura.
24. Outra técnica eletroquímica descrita foi a voltametria, com base nos seus conceitos explique as
diferenças e semelhanças das duas figuras abaixo.
25. Explique a voltametria cíclica. Qual o formato que poderia ser esperado para um perfil de corrente
vs potencial para uma reação redox considerada reversível?
26. Dentre as inúmeras aplicações em eletroquímica, foram discutidos em aula alguns tópicos
envolvendo eletrodos modificados. Escolha um dos temas abordados e disserte sobre o mesmo.
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