Questões de Química - Equilíbrios químicos

Um professor, preocupado em estimular a curiosidade de seus alunos, para a observação dos fenômenos de transferência de elétrons, utiliza um experimento de construção de uma pilha galvânica. Analise a figura que o ilustra.

EXPERIMENTO

O material utilizado é de fácil obtenção, o que possibilita a apresentação do experimento numa feira de ciências na escola.

https://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/pilhas-caseiras.htm.

Uma pilha ou célula galvânica pode ser caracterizada como um processo espontâneo no qual a energia química é transformada em energia elétrica. Dessa forma, a pilha fornece energia para um determinado sistema (uma lâmpada, por exemplo) até que a reação química se esgote.

O experimento proposto pelo professor funciona do mesmo modo que uma pilha comercial pelo fato de que

    As populares pilhas zinco-carbono (alcalinas e de Leclanché) são compostas por um invólucro externo de aço (liga de ferro-carbono), um ânodo (zinco metálico), um cátodo(grafita) e um eletrólito (MnO₂ mais NH₄Cl ou KOH), contido em uma massa úmida com carbono chamada pasta eletrolítica. Os processos de reciclagem, geralmente propostos para essas pilhas usadas, têm como ponto de partida a moagem (trituração). Na sequência, uma das etapas é a separação do aço, presente no invólucro externo, dos demais componentes.

Que processo aplicado à pilha moída permite obter essa separação?

Considere a célula galvânica representada e as semirreações com os seus valores de potenciais-padrão de redução a 25 ºC e 1 atm.

Ni²⁺ + 2e^– → Ni⁰ E⁰_red = −0,25 V

Ag⁺ + 1e^– → Ag⁰ E⁰_red = +0,80 V

O valor da diferença de potencial dessa célula galvânica e o metal que constitui o cátodo são

As pesquisas sobre pilhas é fundamental para a melhoria da qualidade de vida da população. As pilhas alcalinas levam vantagens sobre as de Leclanché (zinco e carvão), são utilizadas desde relógios de pulso a calculadoras eletrônicas.

Considerando que uma pilha alcalina seja constituída por uma barra de manganês puro, outra de zinco poroso e uma pasta contendo KOH, a ddp inicial da pilha e a equação global da reação que nela ocorre, são:

Dados:

Mn⁺² + 2e → Mn°     E° = -1,18v

Zn⁺² + 2e → Zn°     E° = -0,76v

    Um método de proteção contra a corrosão do ferro é pintar um prego com uma tinta, impedindo que ele entre em contato com a água e o oxigênio. Realizando os testes a seguir, foi possível avaliar, após alguns dias, o nível de agressividade de alguns meios para o prego desprovido de proteção.

Cada prego é mergulhado em um líquido nos tubos de ensaio.

Um barbante é deixado para fora de modo que seja possível puxar os pregos dos tubos.

Disponível em: educador.brasilescola.uol.com.br/ estrategias-ensino/corrosao-ferro.htm Acesso em: 1º fev. 2019.

O prego será mais bem preservado se o líquido for

A pilha de Daniell é composta de duas celas, uma contendo uma placa de cobre, imersa em uma solução de Cu²⁺ , e outra contendo uma placa de zinco imersa numa solução de Zn²⁺ . As duas placas são conectadas uma a outra por um fio metálico.

As extremidades de uma ponte salina são colocadas nas soluções das celas. Nessa pilha, em condição padrão, é fato que

Dados

E^o Cu²⁺ /Cu = +0,34 V

E^o Zn²⁺ /Zn = -0,76 V