Questões de Química - Físico-química - Eletroquímica
O gás cloro usado na Primeira Guerra Mundial como arma química na cidade de Ypres (Bélgica) pode ser obtido através da eletrólise ígnea do cloreto de sódio.
Considerando a constante de Faraday igual a 96500 C, o tempo, em minutos, necessário para produzir 0,10 mol do referido gás utilizando uma corrente de 4 ampéres é, aproximadamente,
As baterias de íons lítio funcionam com eletrodos à base de materiais de estrutura aberta conhecidos como compostos de intercalação, que permitem a entrada e a saída de íons lítio, de modo que se estabelece um transporte reversível desses íons. O polo negativo é formado por folhas de grafite intercaladas com íons lítio (LiyC), enquanto o polo positivo é composto de materiais cerâmicos feitos a partir de óxidos de metais de transição, como o LixCoO2, também intercalados por íons lítio em uma estrutura lamelar. Cobre e alumínio metálicos são utilizados como metais coletores de corrente nos polos negativo e positivo, respectivamente. Durante o processo de descarga da bateria, os íons lítio migram do polo negativo para o positivo através de um eletrólito não aquoso, geralmente hexafluorofosfato de lítio (LiPF6) a 1 mol/L, e os elétrons fluem através do circuito externo, como mostrado na figura a seguir.
As semirreações envolvidas, descritas a seguir, geram, em condições ordinárias de operação, um potencial de célula de 4,2 V e energia específica de 150 W h kg−1.
polo negativo
LiyC6(s) → C6(s) + y Li+ (solvente) + y e−
polo positivo
LixCoO2(s) + y Li+ (solvente) + y e− → Lix+yCoO2(s)
Nerilso Bocchi, Sonia R. Biaggio e Romeu C. Rocha-Filho. Prêmio Nobel de Química de 2019: láurea pelo desenvolvimento das baterias de íons lítio. In: Revista Química Nova na Escola, vol. 41, n.º 4, p. 320-326, nov./2019 (com adaptações).
Tendo as informações do texto precedente como referência, julgue o item.
Um litro da dispersão do eletrólito não aquoso contém mais de 150 g de LiPF6.
Uma das formas de obtenção do zinco metálico envolve o processo de hidrometalurgia. Esse processo visa a produção de uma solução de sulfato de zinco livre de impurezas e a posterior deposição do zinco metálico por eletrólise. Essa solução passa por uma eletrólise, normalmente com uma corrente de 600 A, e o zinco (massa molar = 65,4 g · mol-1) é reduzido no cátodo conforme a equação:
Zn2+ + 2e– → Zn
Considerando que 1 Faraday corresponde à carga de 96 500 C, a produção de 450 g de zinco metálico por eletrólise ocorrerá, aproximadamente, após
Em um laboratório, é realizado o recobrimento eletrolítico de peças cirúrgicas com cobre. Nesse procedimento, a peça é mergulhada em um meio eletrolítico contendo íons Cu2+ em solução, sob corrente elétrica de intensidade de 10 A.
O tempo necessário, em segundos, para a deposição de 12,7 g de cobre em uma peça cirúrgica é igual a:
Ligas de neodímio-ferro-boro apresentam propriedades que as fazem comercialmente viáveis para a produção de ímãs permanentes. Uma parte da demanda por esses produtos vem de setores como os de geração de energia eólica, de veículos elétricos e híbridos, de motores elétricos industriais, de eletrodomésticos, de componentes de computadores.
Sobre o elemento neodímio, a liga neodímio-ferro-boro e os princípios de funcionamento dos motores e geradores elétricos, assinale o que for correto.
01) O neodímio é um metal de transição que pertence ao grupo terras-raras, série dos lantanídeos.
02) O neodímio possui um total de 60 nêutrons em seu núcleo.
04) Ligas de neodímio-ferro-boro não são sujeitas à oxidação.
08) A compreensão do fenômeno da indução eletromagnética, descrito pela lei de Faraday-Lenz, foi essencial para o desenvolvimento dos geradores elétricos.
16) O princípio de funcionamento de motores elétricos envolve a interação entre campos magnéticos e correntes elétricas.
A eletrodeposição ou galvanoplastia é um processo eletroquímico que consiste no recobrimento de superfícies com metais. A eletrodeposição de prata, Ag, é muito utilizada para o recobrimento de joias e apresenta diversas utilidades, como a decoração, o aumento da durabilidade e a proteção contra a corrosão. Nesse processo, íons Ag+, em solução, são atraídos para o objeto a ser recoberto devido à diferença de potencial aplicada por uma bateria externa que fornece uma corrente de 10 A.
BATISTA, C. H. et al. Célula eletrolítica para eletrodeposição de prata e as concepções dos alunos numa experimentação investigativa. Disponível em: https://www.eneq2016.ufsc.br. Acesso em: 27 ago. 2019 (Adaptação).
O tempo, em minutos, que uma peça deve permanecer imersa na solução de íons prata, considerando que se deseja depositar 1,08 g desse metal, é de, aproximadamente,
Dados: Massa molar: Ag = 108 g/mol; Constante de Faraday: 96 500 C.mol–1.
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