Escola Secundária Engº Acácio Calazans Duarte – Marinha Grande
Química – 12º Ano
Ficha de Trabalho
Objecto de estudo: Pilhas e Baterias
1. Os talheres de prata escurecem quando entram em contado com alimentos que contenham
substâncias derivadas de enxofre, como é o caso dos ovos e da cebola. A reacção que ocorre pode
ser traduzida pelo esquema químico:
Ag (s) + H2S (aq) + O2 (g) → Ag2S (s) + H2O (l)
(I)
Para a limpeza dos talheres, podem ser usadas pastas que contêm abrasivos. Estas pastas, apesar
de eliminarem a película escura, também expõem a superfície do metal, podendo facilitar a corrosão.
Algumas pastas, porém, possuem na sua composição alumínio em pó, para eliminar a cor escura,
sem afectar a superfície do metal. Neste último caso, a reacção que ocorre pode ser traduzida pelo
esquema químico:
Al (s) + Ag2S (s) → AI3S2 (s) + Ag (s)
(II)
1.1. Acerte os dois esquemas químicos (I) e (II).
1.2. Mostre que se trata de reacções de oxidação-redução.
1.3. Indique os pares oxidante/redutor conjugados.
1.4. Baseado nos valores dos potenciais de redução das
espécies envolvidas, explique porque razão o alumínio foi
escolhido para ser adicionado à pasta de limpeza.
1.5. Com base no processo de limpeza da prata (II), podemos construir uma pilha de alumínio e
prata, de acordo com o esquema. Faça uma legenda da figura onde conste o cátodo e o ânodo, os
pólos positivo e negativo e o sentido do fluxo de electrões.
2. Os gráficos apresentam os potenciais de redução do zinco e do cobre, medidos em relação ao
eléctrodo-padrão de hidrogénio, em função das concentrações dos iões metálicos presentes nas
soluções.
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Montou-se uma pilha electroquímica com placas de cobre e zinco e soluções aquosas dos
respectivos sulfatos.
2.1. Considerando as informações contidas nos gráficos, escreva a equação química da reacção
espontânea dessa pilha.
2.2. No esquema estão representados a pilha e o fluxo de electrões -da direita para a esquerda -no
fio metálico. Considerando as informações contidas nesse esquema, identifique os metais e as
soluções constituintes da pilha, indicados com as letras A, B, C e D.
3. O diagrama A representa uma pilha seca e o diagrama B uma bateria de chumbo.
Escolha das opções A, B, C ou D a que corresponde à legenda da figura.
4. A figura representa um pilha seca. Qual das semiequações representa a reacção de redução que
ocorre na pilha?
A. Zn (s) + 2 HO- (aq) → Zn(HO)2 (s) + 2 eB. Zn (s) + 2 MnO2 (s) + 2 e- → Mn2O3 (s) + Zn2+ (aq)
C. Zn (s) + H2O (I) + 2 MnO2 (s) → Mn2O3(s) + Zn(HO)2 (s)
D. 2 MnO2 (s) + H2O (I) + 2 e- → Mn2O3 (s) + 2 HO- (aq)
5. Uma bateria de um automóvel é, basicamente, constituída por placas de chumbo metálico e
placas de chumbo recobertas com óxido de chumbo (IV), mergulhadas numa solução de ácido
sulfúrico. Durante a descarga/carga da bateria ocorre a reacção traduzida pela equação:
PbO2 (s) + Pb (s) + 4 H+ (aq) + 2 SO42- (aq) → 2 PbSO4 (s) + 2 H2O (I)
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Classifique em verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das seguintes afirmações:
A. O óxido de chumbo (ll) sofre oxidação no processo de descarga.
B. O pH da solução da bateria aumenta durante o processo de descarga.
C. Durante a carga da bateria a concentração da solução diminui.
D. Na descarga os electrões migram do eléctrodo de PbO2 para o eléctrodo de Pb.
E. A placa de chumbo é o eléctrodo negativo.
6. Um substituto mais leve, porém mais caro, do acumulador de chumbo é a bateria de prata-zinco.
Nesta, a reacção global que ocorre, em meio alcalino, durante a descarga, é traduzida pela equação
química:
Ag2O (s) + Zn (s) + H2O (I) → Zn(HO)2 (s) + 2 Ag (s)
O electrólito é uma solução de KHO a 40% e o eléctrodo de prata/óxido de prata está separado do
zinco/hidróxido de zinco por uma folha de plástico permeável ao ião hidróxido.
Seleccione, das opções Ao B, C e D, a que melhor representa a semi-reacção que ocorre no ânodo.
A. Ag2O (s) + H2O (I) + 2 e- → 2 Ag (s) + 2 HO- (aq)
B. Ag2O (s) + 2 HO- (aq) + 2 e- → 2 Ag (s) + O2 (g) + H2O (I)
C. 2 Ag (s) + 2 HO- (aq) → Ag2O (s) + H2O (I) + 2 eD. Zn (s) + 2 HO- (aq) → ZnO (s) + 2 H2O (I) + 2 e7. Uma bateria de chumbo é constituída por seis células ligadas em série.
7.1. Escreva as equações químicas que ocorrem durante a descarga em cada um dos eléctrodos.
7.2. Traduza por uma equação química a equação global deste processo.
7.3. Indique o oxidante e o redutor.
8. Classifique em verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das seguintes frases:
A. Quando um acumulador de chumbo está em funcionamento (descarga), ambos os eléctrodos são
recobertos por uma camada de óxido de chumbo (PbO2).
B. Num processo de protecção catódica, o ânodo sacrificial deve ser um metal fortemente oxidante.
C. Quando o ferro metálico está em contado com zinco metálico, não enferruja. Esta protecção
acontece porque o zinco perde mais facilmente electrões do que o ferro.
D. O acumulador de chumbo é uma célula electroquímica secundária.
E. Numa pilha de combustível ocorre uma reacção química de combustão do hidrogénio.
F. A anodização é um processo industrial de protecção superficial dos metais à corrosão.
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9. Para proteger um prego de ferro da corrosão
realizaram-se algumas experiências, usando um
metal
de
sacrifício: prata,
zinco
e
cobre.
Interprete afigura e explique qual ou quais dos
metais foram mais eficientes.
10. Um corpo metálico quando exposto ao ar e à humidade pode sofrer um processo de corrosão,
que o pode tornar impróprio para a sua utilização.
10.1. Uma das formas de minimizar esta deterioração é através da protecção catódica. Descreva, de
forma sucinta, este processo de protecção.
10.2. Para fazer a protecção anódica de um tubo de ferro, qual das substâncias listadas na tabela de
potenciais-padrão poderia utilizar? Justifique.
11. A figura representa um esquema de uma célula de combustível que utiliza etanol. As semicélulas
contêm uma solução de ácido clorídrico como electrólito. A reacção que ocorre nesta célula traduzse pela equação química:
C2H5OH (aq) + 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) + 3 H2O (I)
A reacção que ocorre no ânodo corresponde a:
C2H5OH (aq) + 3 H2O (I) → 2 CO (g) + 12 H+ (aq) + 12 eEscreva a equação da reacção que ocorre no cátodo.
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