Questões de Química - Físico-química - Eletroquímica - Pilhas e Baterias Comerciais

Considere o diagrama de uma pilha alcalina

Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-mercurio.htm

 

Semirreações:

Zn(OH)_2(s) + 2e^- → Zn_(s) + 2OH^-_(aq)     Eº = – 1,25 V
HgO_(s) + H₂O_(l) + 2e^- → Hg_(l) + 2OH^-_(aq)     Eº = +0,10V

 

Durante a descarga dessa pilha, a espécie química que oxida é:

Os componentes eletrônicos, celulares, notebooks, entre outros, a cada dia, fazem mais parte de nosso cotidiano. E para esses equipamentos funcionarem, é preciso o uso de pilhas e baterias bem leves e pequenas. As pilhas podem ser definidas como “dispositivos capazes de transformar energia química em energia elétrica por meio de reações espontâneas de oxirredução (em que há transferência de elétrons).”

 

Identifique o sentido do fluxo eletrônico nas pilhas e baterias e marque a alternativa correta.

As pilhas recarregáveis de níquel-cádmio (NiCd) foram inventadas no século 19. Entre as tecnologias de baterias recarregáveis, a de NiCd rapidamente perdeu participação no mercado para as baterias NiMH e Liion, devido à sua capacidade inferior e ao impacto ambiental causado pelo descarte deste material no meio ambiente. De acordo com os potenciais, padrões de redução descritos abaixo para as reações que ocorrem na pilha NiCd:

 

NiO(OH) + H2O + e− → Ni(OH)2 + OH− E° = +0,49 V

Cd(OH)2 + 2e− → Cd + 2OH − E° = -0,81 V

 

Qual é a variação de potencial ( ΔE°) desenvolvido por esta pilha?

    À exceção do pen drive, os equipamentos mencionados podem ser usados mesmo quando estão desconectados da tomada, graças à evolução tecnológica de suas baterias. De fato, na maior parte do tempo, o uso desses dispositivos se dá sem que estejam conectados à tomada.

PERIOTTI. Disponível em: www.germinaliteratura.com.br. Acesso em: 4 mar. 2020 (adaptado).

 

Nesse contexto, as baterias funcionam transformando energia

Leia o texto para responder a questão.

 

John Goodenough, Stanley Whittingham e Akira Yoshino são os vencedores do Prêmio Nobel 2019 de Química pelo desenvolvimento de baterias de íons de lítio. Atualmente, celulares, notebooks e carros elétricos saem de fábrica com esse tipo de bateria.

 

Com essa descoberta, é possível armazenar uma grande quantidade de energia em baterias pequenas e leves. Se fôssemos utilizar outros tipos de bateria, como por exemplo, bateria de hidreto de níquel ou bateria de níquel cádmio, para armazenarmos a mesma quantidade de energia, teríamos baterias com o tamanho e massa duas ou até mesmo três vezes maiores que as baterias de íons de lítio. Outra vantagem desse tipo de bateria é o fato de não possuírem o efeito memória, conhecido popularmente como o vício da bateria. Devido a essa característica que facilita a vida do usuário, ela não requer tanta atenção nos processos de carga e descarga.

 

Contudo, com todos os avanços, as baterias continuam extremamente sensíveis à temperatura. Quando expostas ao calor, podem perder parte de sua capacidade total e se decompor mais rápido que o normal.

De acordo com o texto, é correto afirmar que

As células de pilhas de níquel-cádmio (NiCd) foram inventadas no século 19. Entre as tecnologias de baterias recarregáveis, a de NiCd perdeu participação no mercado para as baterias NiMH e Li-ion, devido à sua capacidade inferior e ao impacto ambiental causado pelo descarte deste material no meio ambiente. De acordo com os potenciais padrões de redução descritos abaixo, para as reações que ocorrem na pilha NiCd:

 

NiO(OH) + H₂O + e⁻ → Ni(OH)₂ + OH⁻    E° = + 0,49 V

Cd(OH)₂ + 2e⁻ → Cd + 2 OH⁻                    E° = - 0,81 V

 

qual é a variação de potencial (E°) desenvolvido por esta pilha?