ELETROQUÍMICA
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PILHAS E ELETRÓLISE
Adriana Mascarenhas
RELEMBRANDO
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1. O que é corrente elétrica?
2. Como se produz corrente elétrica?
3. Qual a diferença entre pilha e
bateria?
4. Quais as vantagens das pilhas e
baterias?
5. Como deve ser feito o descarte
dessas pilhas?
Adriana Mascarenhas
LEGISLAÇÃO
O CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente, aprovou e
publicou em 22/07/1999, a Resolução de Nº 257, complementada pela
de Nº 263 de 12/11/1999, que disciplina o gerenciamento de Pilhas e
Baterias em todo o território nacional.
Esta Resolução estabelece no seu Artigo 1º, que as pilhas e baterias
que contenham em suas composições chumbo, cádmio, mercúrio e
seus compostos deverão, após o seu esgotamento energético, ser
entregue pelos usuários aos estabelecimentos que as
comercializam ou à rede de Assistência Técnica autorizada pelas
respectivas indústrias, para que estes repassem aos fabricantes ou
importadores, para que sejam adotados por estes últimos ou por
terceiros, procedimentos de reutilização, reciclagem, tratamento ou
disposição final ambientalmente adequada.
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DESCARTE
Você não pode jogar no lixo
doméstico:
•As pilhas e baterias não especificadas ao
lado devem ser devolvidas, após o uso,
para o descarte apropriado, às redes de
oficinas autorizadas e/ou revendedores.
Dentre elas, destacam-se: Baterias
recarregáveis de Níquel Cádmio
(Ni-Cd), utilizadas em telefones sem fio
e filmadoras; baterias de chumbo
ácido, utilizadas em automóveis,
indústrias e filmadoras do tipo VHS Full
Size.
Você pode jogar no lixo
doméstico:
•Pilhas e baterias de zinco manganês e
alcalinas manganês.
•Pilhas e baterias de níquel-hidreto
metálico, lítio, íon lítio, zinco-ar, os
tipos miniaturas e botões e as
baterias recarregáveis de íon lítio
usadas em filmadoras e telefones
sem fio mais recentes.
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CIRCUITO ELÉTRICO-BATERIA
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CARACTERÍSTICAS BÁSICAS
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REAÇÕES DE OXI-REDUÇÃO
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0
+2
Zn + CuSO4
0
→
+2
Cu + ZnSO4
NOX AUMENTOU
NOX DIMINUIU
OXIDAÇÃO(perde ē)
REDUÇÃO(ganha ē)
REDUTOR
OXIDANTE
Zn
Cu
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SEMI-REAÇÕES
8
0
+2
0
Zn + CuSO4
Zn
→
Cu + ZnSO4
Zn+2 + 2ē
Cu+2 + 2ē
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→
→
+2
Cu
(reação global)
(semi-reação de oxidação)
(semi-reação de redução)
APLICAÇÃO:
Pb
+
PbO2
+
H2SO4
Oxidação:
Redutor:
Semi-reações:
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redução:
oxidante:
oxidação:
redução:
9
→
PbSO4
+
H2O
UMA OXI-REDUÇÃO IMPORTANTE
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Corrosão do ferro (oxidação)
0
0
+3
-2
2Fe + 3/2O2 + 3H2O → Fe2O3 · 3H2O
Fe(s) → Fe2+ + 2e(oxidação do ferro)
O2 + 2H2O + 4e- → 4OH(redução do oxigênio)
2Fe + O2 + 2H2O → 2Fe(OH)2 (equação geral da formação da ferrugem)
Geralmente o Fe(OH)2 (hidróxido de ferro II) é oxidado a Fe(OH)3 (hidróxido de ferro III), que é muitas
vezes representado por Fe2O3 . 3H2O
2Fe + 3/2O2 + 3H2O → 2Fe(OH)3
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UEFS-2011.1-Q31:
Fe2+(aq) + HCO3─ (aq) + O2(aq) → Fe2O3(s) + CO2(g) + H2O(ℓ)
A presença de sais de ferro, a exemplo de bicarbonato de ferro(II), Fe(HCO3)2(aq), na água de
abastecimento, deixa manchas de cor marrom quando a água goteja sobre a superfície de
azulejos, pisos e vasos sanitários, em razão da formação de depósitos de óxido de ferro(III),
Fe2O3(s). Após análise dessas informações e do balanceamento da equação química com
coeficientes estequiométricos inteiros, é correto afirmar:
A)Os coeficientes estequiométricos dos reagentes e dos produtos são números pares.
B) O bicarbonato de ferro(II) tem baixa solubilidade na água.
C) A reação de formação de óxido de ferro(III) é espontânea.
D) A soma das cargas elétricas, no primeiro membro da equação química, é −4.
E) A adição de H3O+(aq) à reação representada não causa interferência na formação de
depósitos de Fe2O3(s).
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UEFS-2011.1-Q31
GAB: C
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ELETROQUÍMICA
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REAÇÃO
QUÍMICA
ELETRÓLISE
PILHA
CORRENTE
ELÉTRICA
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PILHAS
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• COMPONENTES:
- eletrodos
cátodo(+) → ocorre redução
ânodo(-) → ocorre oxidação
- fio condutor
- ponte salina
- semi-celas
• SENTIDO DO FLUXO:
Tabela de Potenciais
• SEMI-REAÇÕES
• REAÇÃO GLOBAL
• REPRESENTAÇÃO DA PILHA
• DDP
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TABELA DE POTENCIAIS
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FUNCIONAMENTO DA PILHA
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● SEMI-REAÇÕES:
Zn(s) → Zn+2(aq) + 2eCu+2(aq) + 2e- → Cu(s)
● REAÇÃO GLOBAL:
Zn(s) + Cu+2(aq) → Zn+2(aq) + Cu(s)
● REPRESENTAÇÃO:
Ânodo
//
cátodo
Zn(s) / Zn+2(aq)
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/ / Cu+2(aq) / Cu(s)
DDP DA PILHA
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● “Os elétrons movimentam-se sempre do
eletrodo de maior potencial para o de
menor potencial.”
● A diferença de potencial é dada por:
ddp = ∆E = E1 – E2
onde: E1 = potencial de redução maior
E2 = potencial de redução menor
● Para a pilha de Daniell:
Zn+2(aq) + 2e- → Zn(s) E = -0,76 V
Cu+2(aq) + 2e- → Cu(s) E = +0,34 V
ddp = (+0,34) – (-0,76) = +1,10 V
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Questão 1: Considere uma pilha formada pelos eletrodos abaixo:
Zn+2(aq) + 2e- → Zn(s)
Cr+3(aq) + 3e- → Cr(s)
Eo = -0,76 V
Eo = -0,74 V
Determine:
a) Qual o sentido do fluxo de elétrons?
b) Qual o cátodo?
c) Qual o ânodo?
d) Quais as semi-reações?
e) Qual a reação global?
f) Qual solução ficará mais concentrada?
g) Qual solução ficará mais diluída?
h) Em qual eletrodo haverá diminuição de massa?
i) Em qual eletrodo haverá aumento de massa?
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Questão 2: (UEFS) A bateria de níquel-cádmio, usada em telefones
celulares e em câmaras filmadoras, gera energia elétrica a partir da
reação representada pela equação química não balanceada:
Cd(s) + NiO(OH)(s) + H2O(l) → Cd(OH)2(s) + Ni(OH)2(s)
Considerando-se essas informações e após balanceamento dessa
equação com os menores coeficientes estequiométricos inteiros,
pode-se afirmar:
A) A soma dos coeficientes inteiros dos reagentes e dos produtos é igual a
5.
B) O cádmio é o agente oxidante, portanto recebe elétrons da água.
C) As bases Cd(OH)2 e Ni(OH)2 são fortes e bastantes solúveis em água.
D) O óxido de níquel IV, na equação, é um óxido ácido.
E) O agente redutor transfere dois elétrons para o agente oxidante.
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UESC-2009-Q57:
___________________________________________________________
Semi-equação
Potencial padrão de redução,
Eo, em Volt
_________________________________________________________
Sn+2(aq) + 2e- ↔ Sn(s)
- 0,14
+3
Fe (aq) + 3e ↔ Fe(s)
- 0,04
____________________________________________________________
As embalagens de salsichas, confeccionadas com lâminas de ferro revestidas por estanho, não devem ser
comercializadas quando amassadas, e nem conter salsichas com mais de 250 ppm de estanho (m/m) por quilograma de
alimento. Uma análise dessas informações permite afirmar:
01) A pilha formada entre estanho e ferro possui ddp igual a 0,18 V.
02) A adição de NaCl(aq) a salsichas, antes de serem embaladas, evitaria a contaminação de íons
Sn2+(aq).
03) As embalagens contendo 1,0 kg de salsichas com 280,0 mg de íons Sn2+(aq) são consideradas
impróprias para o consumo.
04) As embalagens amassadas que expõem internamente a lâmina de ferro ao contato com íons
Sn2+(aq) apresentam salsichas contendo grande concentração de íons Fe3+(aq).
05) As embalagens de salsichas perdem a validade quando ocorre, no interior, a reação química
representada pela equação 3Sn2+(aq) + 2Fe(s) → → 3Sn(s) + 2Fe3+(aq).
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UESC-2009-Q57
GAB: 03
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UEFS-2001.1-Q44:
Al+3
Pb+2
Zn+2
Ag+
+
+
+
+
3e2e2ee-
↔ Al
↔ Pb
↔ Zn
↔ Ag
E0red = -1,67 V
E0red = -0,13 V
E0red = -0,76 V
E0red = +0,80 V
Considerando-se as semi-reações representadas acima e os respectivos potenciais padrão
de redução, pode-se afirmar:
A)Nas pilhas formadas com o alumínio, este funciona sempre como eletrodo
positivo.
B) A pilha representada por Al / Al+3 // Ag+ / Ag é a de maior força eletromotriz.
C) Na pilha construída com eletrodos de zinco e chumbo, o eletrodo de zinco é o
cátodo.
D) A ddp da pilha Al /Al+3 // Pb+2 /Pb é 1,80 V.
E) O elemento de maior potencial de oxidação é o chumbo.
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UEFS-2001.1-Q44
GAB: B
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