Exercícios sobre Diferença de Potencial de uma Pilha
Existe um potencial de redução e um de oxidação nos eletrodos de cada pilha, sendo que essa diferença de potencial pode ser medida por um voltímetro.
Baseado na lista de potenciais padrões de redução abaixo, responda qual espécie química entre os íons indicados nas alternativas é o melhor agente oxidante:
a) Li0
b) Na+
c) Zn2+
d) Cu2+
e) I2
Considere as seguintes semirreações para uma determinada pilha:
Ag+ + e- ↔ Ag0 E0= +0,80 V
Mg2+ + 2e- ↔ Mg0 E0= -2,37 V
a. Qual é a semirreação de cada eletrodo?
b.Identifique o cátodo, o ânodo, o polo negativo e o polo positivo.
c.Qual é o valor de ∆E0?
d.Qual é o melhor agente oxidante da pilha?
(Unifesp) A bateria primária de lítio-iodo surgiu em 1967, nos Estados Unidos, revolucionando a história do marca-passo cardíaco. Ela pesa menos que 20g e apresenta longa duração, cerca de cinco a oito anos, evitando que o paciente tenha que se submeter a frequentes cirurgias para trocar o marca-passo. O esquema dessa bateria é representado na figura.
Para esta pilha, são dadas as semirreações de redução:
Li+ + e– → Li E0= – 3,05 V
I2 + 2e– → 2I– E0 = + 0,54 V
São feitas as seguintes afirmações sobre esta pilha:
I. No ânodo ocorre a redução do íon Li+.
II. A ddp da pilha é + 2,51 V.
III. O cátodo é o polímero/iodo.
IV. O agente oxidante é o I2.
São corretas as afirmações contidas apenas em:
a) I, II e III.
b) I, II e IV.
c) I e III.
d) II e III.
e) III e IV.
(PUC-SP) As pilhas de níquel-cádmio (“ni-cd”) são leves e recarregáveis, sendo utilizadas em muitos aparelhos portáteis, como telefones e câmaras de vídeo. Essas pilhas têm como característica o fato de os produtos formados durante a descarga serem insolúveis e ficarem aderidos nos eletrodos, permitindo a recarga quando ligada a uma fonte externa de energia elétrica.
Com base no texto e nas semirreações de redução fornecidas a seguir, a equação que melhor representa o processo de descarga de uma pilha de níquel-cádmio é:
Cd2+(aq) + 2 e- ↔ Cd(s) E0= – 0,40 V
Cd(OH)2(s) + 2 e- ↔ Cd(s) + 2OH-(aq) E0= – 0,81 V
Ni2+(aq) + 2 e- ↔ Ni(s) E0= – 0,23 V
Ni(OH)(s) + 1 e- ↔ Ni(OH)2(s) + OH-(aq) E0= + 0,49 V
a) Cd(s) + 2 Ni(OH)3(s) → Cd(OH)2(s) + 2 Ni(OH)2(s)
b) Cd(s) + Ni(s) → Cd2+(aq) + Ni2+(aq)
c) Cd(OH)2(s) + 2 Ni(OH)2(s) → Cd(s) + Ni(s)
d) Cd2+(aq) + Ni2+(aq) → Cd(s) + Ni(s)
e) Cd(s) + Ni(s) + 2OH-(aq) → Cd(OH)2(s) +Ni2+(aq)
Alternativa “e”.
Numa pilha, o agente oxidante é o que possui maior tendência de se reduzir, isto é, o que possui maior valor de potencial padrão de redução, que nesse caso é o I2 (E0= + 0,53).
a. Redução: Ag+ + e- ↔ Ag0
Oxidação: Mg2+ ↔ Mg0+ 2e-
b. Cátodo (polo positivo): prata; ânodo (polo negativo): magnésio.
c. ∆E0 = E0(cátodo) - E0(ânodo)
∆E0 = + 0,80 – (-2,37)
∆E0 = + 0,80 +2,37
∆E0 = + 3,17V
d. O íon Ag+, pois seu potencial de redução (E0) é maior que o do Mg2+.
Alternativa “e”.
I. Incorreta, porque no ânodo ocorre a oxidação do Lítio:
Li → Li+ + e– (oxidação)
II. Incorreta.
E0 = E0maior – E0menor
E0 = + 0,54V – (– 3,05V)
E0 = + 3,59V
III. Correta.
O cátodo é constituído pelo polímero/iodo, porque ele possui maior potencial de redução.
IV. Correta.
I2 + 2e– →2I–
Agente oxidante
Alternativa “a”.
Processo de descarga de uma bateria de níquel-cádmio:
Semirreação do ânodo: Cd(s) + 2OH-(aq) ↔ Cd(OH)2(s) + 2 e-
Semirreação do cátodo: 2 Ni(OH)3(s) + 2 e- ↔ 2 Ni(OH)2(s) + 2OH-(aq)
Reação Global: Cd(s) + 2 Ni(OH)3(s) → Cd(OH)2(s) + 2 Ni(OH)2(s)