Duda - Pilhas

As pilhas são muito utilizadas em diversos dispositivos eletrônicos e são foco de estudos na eletroquímica. Apesar de sua presença no dia a dia, muitos estudantes se deparam com diferentes maneiras de representação do processo redox ao longo da história, como a pilha de Volta, a pilha de Daniell ou as pilhas comerciais mais modernas.

Acerca dessa temática, assinale a alternativa correta que relaciona as proposições abaixo com a ideia da pilha comercial, da pilha de Daniell e da pilha de Volta, respectivamente:

I. Consiste em dois metais, como por exemplo Zn e Cu, imersos em soluções diferentes, conectados por uma ponte salina, que permite a migração de íons. Nesse processo, verifica-se o aumento da massa do eletrodo em que ocorre a oxidação.

II. Consiste em uma célula galvânica que gera energia elétrica a partir de dois eletrodos, como por exemplo os metais Zn e Cu, imersos, respectivamente, em soluções de sulfato de zinco e sulfato de cobre em compartimentos separados que são conectados por uma ponte salina.

III. Consiste em discos metálicos alternados, como por exemplo Zn e Cu, separados por um material previamente embebido em um eletrólito, sem que haja uma separação física de soluções.

IV. Consiste em um sistema fechado, geralmente com uma pasta eletrolítica, projetado para uso portátil e sem vazamentos.

V. Consiste em um sistema de discos metálicos diferentes intercalados, separados por um material eletrolítico, levando ao processo de oxidação no metal com maior tendência em receber elétrons.

Assinale as proposições IV, II e III são verdadeiras.

A figura representa o esquema de uma pilha formada pelo eletrodo de crômio imerso em uma solução aquosa de nitrato de crômio(III) e pelo eletrodo de platina, metal que não reage nas condições empregadas, imerso em uma solução aquosa de hipoclorito de sódio (NaOCl). Ambas as soluções se encontram nas condições padrão de temperatura e concentração.

As equações das reações eletroquímicas envolvidas no funcionamento dessa pilha e os respectivos potenciais padrão de redução são:

Cr³⁺ (aq) + 3e^– → Cr (s)                                                E⁰ = –0,74 V

OCl ^– (aq) + H₂O (l) + 2e^– → Cl^– (aq) + 2OH^– (aq)        E⁰ = + 0,94 V

a) Qual o total de elétrons do íon Cr³⁺? Considerando a fórmula do ânion nitrato, NO₃^– , escreva a fórmula unitária do nitrato de crômio usado na pilha.

b) Apresente a equação da reação da pilha. Calcule o potencial padrão dessa pilha (ddp).

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As semirreações de redução representadas a seguir correspondem aos eletrodos empregados em uma pilha.

Fe²⁺ (aq) + 2 e^– → Fe⁰ (s)     E⁰ = –0,44 V

Al³⁺ (aq) + 3 e^–  → Al⁰ (s)       E⁰ = –1,66 V

A força eletromotriz, em volts, dessa pilha corresponde a: