Leia o resumo “Você sabe como funciona uma Pilha?” e resolva os exercícios abaixo.
1. As pilhas e as baterias são dispositivos nos quais uma reação espontânea de oxidorredução transforma energia química em energia elétrica. Portanto, sempre há uma substância que se reduz, ganhando elétrons, que é o cátodo, e uma que se oxida, perdendo elétrons, que é o ânodo. Abaixo, temos um exemplo de uma pilha eletroquímica:
A respeito dessa pilha, responda:
a) Qual eletrodo, A ou B, está sofrendo redução e qual está sofrendo oxidação?
b) Qual eletrodo é o cátodo e qual é o ânodo?
c) Escreva a semirreação que ocorre nos eletrodos A e B e a reação global da pilha.
d) concentração dos íons B3+ e A2+ aumenta ou diminui?
e) Ocorre corrosão ou deposição dos eletrodos A e B?
2. (UERJ – 2010)A célula a combustível é um tipo de pilha que gera energia elétrica a partir da reação química entre os gases hidrogênio e oxigênio, como mostra o esquema: 
Para seu funcionamento ininterrupto, a célula precisa ser continuamente alimentada com o oxigênio do ar e com o gás hidrogênio proveniente da seguinte reação química:
Considere os valores abaixo, relativos ao funcionamento da célula sob condições-padrão:
Considere os valores abaixo, relativos ao funcionamento da célula sob condições-padrão:
Calcule a força eletromotriz, em volts, da célula a combustível e a variação de entalpia, em kJ, da reação de obtenção do hidrogênio.
3. (UFPE) – Considere uma cela galvânica formada por semicelas-padrão de cobre e de zinco, cujos potenciais de redução são os seguintes:
Cu2+ + 2 e– → Cu Eº = + 0,34 V
Zn2+ + 2 e– → Zn Eº = – 0,76 V
É correto afirmar que:
a) os elétrons no circuito externo fluirão do eletrodo de cobre para o eletrodo de zinco.
b) o potencial-padrão da cela é – 0,42 V.
c) quando o equilíbrio for atingido não haverá diferença de potencial entre os eletrodos.
d) os íons zinco são reduzidos a zinco metálico.
e) o eletrodo de cobre é o cátodo.
Gabarito
1.
Resolução passo-a-passo:
a) O eletrodo A está sofrendo redução, porque está ganhando elétrons, portanto, seu Nox (Número de Oxidação) irá diminuir. Já o eletrodo B está sofrendo oxidação, porque está perdendo elétrons e seu Nox irá aumentar.
b) O eletrodo A é o cátodo e o B é o ânodo.
c) Semirreação do ânodo: B(s)→ B3+(aq)+ 3 e–
Semirreação do cátodo: A2+(aq) + 2 e– → A(s)
Para encontrar a equação que representa a reação global dessa pilha, teremos que multiplicar a semirreação do ânodo por 2 e a do cátodo por 3, para poder igualar os elétrons que foram transferidos e recebidos nos eletrodos:
Semirreação do ânodo: 2 B(s) → 2 B3+(aq) + 6 e–
Semirreação do cátodo: 3 A2+(aq) + 6 e– → 3 A(s)
+
Reação Global: 2 B(s) +3 A2+(aq) → 2 B3+(aq)+ 3 A(s)
d) Conforme mostra a reação global, a concentração de B3+aumenta e de A2+
e) Haverá deposição sobre o eletrodo A e corrosão do eletrodo B
2.
Resolução passo-a-passo:
Vamos calcular a força eletromotriz da célula a combustível e a variação de entalpia da reação de obtenção de hidrogênio.
As semirreações que ocorrem na célula a combustível são:
Ânodo: 2 H2 (g) + 4 OH–(aq) 4 H2O() + 4 e– E° = 0,83 V
Cátodo: O2 (g) + 2 H2O() + 4 e– 4 OH– (aq) E° = 0,40 V
A reação global e a força eletromotriz são obtidas a partir da soma dessas duas semirreações:
2 H2 + O2 2 H2O E° = 1,23 V
A variação de entalpia da reação de formação de hidrogênio é a diferença entre a entalpia dos produtos e a entalpia dos reagentes:
∆H = Hf – Hi = HCO2 + ( 4.HH2 –HCH4 – 2.HH2O)= -394 + ( 4.0 + 75 + 2. 241) = 163kJ
3. E
Resolução passo-a-passo:
Como o potencial de redução do cobre é maior, Cu2+ sofre redução e o Zn sofre oxidação. Assim:
a) Falso. Os elétrons no circuito externo fluirão do eletrodo de zinco para o eletrodo de cobre.
b) Falso. O potencial padrão da cela é +1,10 V.
c) Falso. Quando o equilíbrio for atingido haverá diferença de potencial entre os eletrodos.
d) Falso. O zinco sofre oxidação e, portanto, o zinco metálico é oxidado a íons Zn2+.
e) Verdadeiro. Como o eletrodo de cobre possui maior potencial de redução, este será o cátodo.
