O metal que faz a água explodir - Reações Químicas.

Cap. 23 - Eletrolise com eletrodos reativos (Eletrodeposição)

Apostila SAS

Cap. 23 - Eletrolise com eletrodos reativos (Eletrodeposição)

 

Kps

 1: O K_ps do AgCl a 25^oC é 1,0x10^-10. Calcule as concentrações de Ag⁺ e Cl^- em

solução saturada de AgCl e a solubilidade molar do AgCl.

reação = AgCl Ag⁺ + Cl^-

K_ps = [Ag⁺].[Cl^-]

onde s é a solubilidade molar : [Ag⁺] = [Cl^-] = s

substituindo na equação do K_ps

1,0x10^-10 = [Ag⁺].[Cl^-]

1,0x10^-10 = s . s

1,0x10^-10 = s²

s = (1,0x10^-10)^1/2

s = 1,0x10^-5 = R1

se s = [Ag⁺] = [Cl^-] = 1x10^-5 = R2

 

 2: 10mL de AgNO₃ 0,2M é adicionado a 10mL de NaCl 0,10M. Calcule a

concentração de Cl^- remanescente na solução em equilíbrio e a solubilidade do AgCl.

10mL de AgNO₃ + 10mL de NaCl = 20mL de solução final

AgNO₃ + NaCl AgCl + NaNO₃

Ag⁺ + Cl^- AgCl

K_ps = [Ag⁺].[Cl^-]

Cálculo dos milimols de [Ag⁺] e [Cl^-]

Ag⁺ = 0,20 x 10 = 2mmol

Cl^- = 0,10 x 10 = 1mmol

Excesso de Ag⁺ = 2mmol - 1mmol = 1mmol

Concentração final de Ag⁺ = 1mmol/20 mL = 0,050M

Substituindo na equação do K_ps

0,050[Cl^-] = 1,0x10^-10

[Cl^-] = 1,0x10^-10

             0,050

[Cl^-] = 2x10^-9M = R1

A concentração de [Cl^-] é igual a solubilidade de AgCl

s_AgCl = 2x10^-9M = R2

 

3- Dois compostos AB e AC₂ tem produtos de solubilidade igual a 4x10^-18. Qual o 
mais solúvel. Justifique ? 
R = o composto AC₂ é o mais solúvel (s=1x10^-6) pois sua solubilidade é maior que a do composto AB (s=2x10^-9) 

 

 

 

PH e POH

1.    Determine o pH de uma solução 0,005M de ácido sulfúrico?

 

2. Uma solução apresenta concentração hidrogeniônica igual a 10^-11 mol/L. Qual é o seu pOH?

 

3. Foi preparada uma solução 0,04M de ácido clorídrico (HCl). Descobrir o seu pOH.

KH

1.        Dados os compostos: NaCN, KCl, NH₄Cl, KOH, H₂SO₄:

Coloque esses compostos em ordem crescente de acidez.

R: KOH < NaCN < KCl < NH₄Cl < H₂SO₄

2.     A concentração da água, [H₂O] é praticamente constante. Podemos associá-la a K´ e definir uma nova constante de equilíbrio, K_h:

 

3. Um sal, ao ser solubilizado em água, pode formar uma solução com pH menor, maior ou igual a 7, dependendo

do ácido ou da base de origem. Esses vários valores de pH ocorrem devido ao processo de hidrólise que um íon de

origem fraca sofre ao entrar em contato com a água. O equilíbrio entre as espécies formadas é representado pela

constantes de hidrólise (Kh), cujo valor é obtido através da razão entre a constante de ionização da água (Kw) e a

constante de ionização do ácido (Ka) ou da base (Kb). Com base na informação acima descrita, calcule o valor

do pH de uma solução obtida pela dissolução de 7,40g de acetato de sódio (NaCH3COO) em um volume total de 500 mL.

 

Dados: massas (g/mol): Na = 23; C = 12; H = 1; O = 16;

Kw=1,0 x 10^–14

Ka=1,8 x 10^–5 à T = 25 °C.

 

a) 5

b) 6

c) 8

d) 9

Molaridade da solução: M = 7,4 / 0,5*82 => M = 0,18 mol/L

 

Equação de equilíbrio:

 

CH3COO^- + H2O <===> CH3COOH + OH^-

 

Kh = 1,0*10^-14 / 1,8*10^-5

Kh = 5,55*10^-10

 

Kh = [CH3COOH]*[OH^-] / [CH3COO^-]

 

5,55*10^10 = x*x / 0,18

x² = 10^-10 => x = [OH^-] = 10^-5 mol/L

 

pOH = 5

pH = 14 - 5

pH = 9

 

 

 
 

Apostila SAS

Apostila SAS

Cap. 22 - Eletrólise ígnea e em meio aquoso

1)(PUC-CAMP) Se, na aula sobre eletrolise, um aluno tiver que exemplificar um produto que é industrialmente obtido por tal processo, poderá citar:

I A soda caustica;

II O ferro;

III O alumínio.

Desses exemplos, somente:

a)   I é corrreto

b)   II é correto

c)   III é correto

d)   I e III são corretos

e)   II e III são corretos  

RESPOSTA: D

 JUSTIFICATIVA: industrialmente obtém-se alumínio através da eletrolise ígnea do alumínio (bauxita) .

O alumínio se dissocia

.à2+

No eletrodo negativo ocorre a seguinte reação :

4à 4Al

No eletrodo positivo :

6à 

A equação global é :

2à 4+

4à4Al

à+ 12

à 4Al+

Solda caustica é obtido através da eletrolise de cloreto de sódio

2NaCl+ 2O à  + 2NaOH +

2)   (fuvest) É comum encontrar nas lojas de materiais para piscina o anuncio : "temos cloro liquido"

a) Há erro em tal anuncio ? Explique.
R: O erro é que , para se obter cloro liquido na pressão ambiente , seria necessário uma temperatura abaixo de -34 . O que chamam de cloro “liquido” , é na verdade uma solução aquosa de cloro , o cloro nas condições ambiente é gasoso .
b)Quando se obtem cloro por eletrolise de soluçao aquosa de cloreto de sodio tambem se forma hidrogenio.Mostre como se formam o hidrogenio e o cloro nessa eletrolise .

R: Eletrolise aquosa do NaCl

2NaCl à 2 + 2

2O + à 2H +  (catodo)

Catodo( - )  Reduçao : +à 

Anodo (+)  Oxidaçao :  + à 

Reaçao global : 2NaCl + O à 2NaOH + + 

3)   A semelhança entre as eletrolises ígnea e aquosa do cloreto de sódio é que, em ambas:

a)   A água sofre oxidação do ânodo e redução do cátodo.

b)   Pode haver oxidação do cloreto no anodo

c)   Pode haver desprendimento de hidrogênio no catodo

d)   É obtida soda caustica

e)   Há redução de cloro no cátodo

 RESPOSTA : B

JUSTIFICATIVA :  Eletrolise ígnea do NaCl :

NaCl à  + 

Haverá ocorrência de duas semireaçoes

Catodo (-) :  +

Anodo (+) :Clà +0,5  ou ½  ( oxidaçao )

Soma-se algebricamente os 3 processos

NaClà  

  + àNa

+½ 

Equação global NaCl àNa + 0,5  ou NaClà Na+ ½ 

Eletrolise aquosa do NaCl

2NaClà 2+2

Catodo 2O + à +2

Anodo 2à + 2 oxidação do cloreto

4)   Na eletrolise exaustiva de salmoura, observa-se que com o tempo:

a)   A liberação de gás cloro decresce e a liberação de gás oxigênio crece.

b)   A liberação de gás cloro decresce e a liberação de gás oxigênio não ocorre .

c)   A liberação de gás cloro cresce e a liberação de gás oxigênio permanece constante.

d)   O gás cloro é liberado no ânodo, enquanto o gás oxigênio é liberado no cátodo.

e)   Ocorre deposição de hidrogênio no catodo e deposição de cloro no anodo.

 RESPOSTA : A

JUSTIFICATIVA : Nas eletrolises das soluções aquosas , mesmo quando o   não tem prioridade de descarga em relação ao outro anion , neste caso o cloreto  , os dois anions descarregam simultaneamente no anodo . A descarga do íon hidróxido não e levada em consideração porque é negligenciada . Porem , quando a eletrolise e exaustiva , o fenômeno ocorre por tempo suficiente para que a concentração de íons cloreto fique muito baixa , e isso faz com que a liberação de gás cloro no eletrodo decresça . Logo , a descarga de íon    aumenta e a liberação de gás do oxigênio do anodo cresce . Por tanto , na eletrolise exaustiva da salmora inicialmente temos a liberação considerável de gás cloro no anodo , mas , a medida que o tempo passa , a liberação de gás cloro nesse eletrodo decresce sendo substituída pela liberação do gás oxigênio

5)   Considerando a eletrolise aquosa do sulfato de cobre (II), responda:

a)   Que substancia é produzida no anodo ?

R: Oxigênio

b)   Que substancia é produzida no catodo ?

R: Cobre

c)   Que solução é obtida na célula eletrolítica :

R: 

d)   Qual a equação global desse processo eletroquímico?

R: Cu(aq) + à Cu(s) + ½ +2  + 

JUSTICIATIVA : Eletrolise aquosa do sulfato de cobre

 à + 

à  + 

Semirreaçao do catodo + 

Entre os anios  e  , os anios hidroxila tem maior facilidade de oxidação , grande gas oxigênio no eletrodo positivo (anodo)

Semirreaçao do anodo : à+ ½ + reação global e a parti de:

à + 

à2+ 2

Semirreaçao catodo + à Cu

Semirreaçao do anodo : : à+ ½ +

Reação global é : +à2++ Cu (s)+½ (g)

6)   Durante o fenômeno de eletrolise ,podemos afirmar que:

a)   G 0  e  E  0

b)   G0  e    E <   0

c)   G   = 0   e   E = 0

d)   G   0       e   E < 0

e)   G  0  e    E > 0

RESPOTA : D

JUSTIFICATIVA: Eletrolise ocorre exatamente o inverso da pilha, ou seja: Pilha         :   G0                                      Pilha        : E  0

Eletrolise :   G 0      Eletrolise :  E <  0  

                           

7)   As proposições a seguir estão relacionadas com eletrólise:

I. As reações de eletrólise ocorrem com consumo de energia elétrica.

II. Soluções aquosas de glicose não podem ser eletrolisadas porque não conduzem corrente elétrica.

III. Nas eletrólises de soluções salinas, os cátions metálicos sofrem oxidação.

Podemos afirmar que:

a) I é correta.

b) II é correta.

c) III é correta.

d) I e II são corretas.

e) II e III são corretas.

RESPOTA: D

JUSTIFICATIVA :

I-             verdadeira, eletro de eletricidade e lise de quebra, ou seja, consome eletricidade

II-           verdadeira, pois a glicose é uma molécula, ou seja, possuem ligações moleculares e não sofrem ionização, então não conduz eletricidade

III-         errada, cátion sofre redução.

8)   Quando fazemos passar uma corrente elétrica por uma solução aquosa de sulfato de sódio, observamos:

a)   a eletrolise  do .

b)   A formação de uma pilha galvânica.

c)   A eletrolise do solvente

d)   A deposição de sódio no catodo.

e)   A redução do sulfato de anodo .

RESPOSTA: C

JUSTIFICATIVA:

Eletrolise aquosa do  

Anodo = 3O à1/2  + 2 + 2

Catodo = 2O + 2 à  +2 

Equação global = 5O à1/2 +  + + 2  (simplifica)

O  à  1/2 +  ocorre eletrolise do solvente .

9)   As células eletrolíticas e as células galvânicas têm em comum o fato de:

a)   Serem fundamentais em processos espontâneos .

b)   Serem células eletroquimicas.

c)   Ocorrerem apenas em soluções aquosas.

d)   Serem células voltaicas .

e)   Transformarem energia química em energia elétrica

RESPOSTA : B

JUSTIFICATIVA :

a)   errado, pois apenas a galvânica é espontânea .

b)   verdadeira.

c)   errada, existe por exemplo a eletrolise ígnea.

d)   Apenas as galvânicas voltaicas .

e)   Apenas a galvânica faz transformam energia química em energia elétrica.

10)      Observa-se que, ao funcionar, uma pilha eletrolítica sofre aquecimento. Justifique esse fato.  

R- Na eletrolise ocorre o consumo de energia elétrica para gerar energia química, quando isso ocorre o sistema é aquecido, por conta disso, a pilha sofre aquecimento.

QUESTÕES EXTRAS:

Eletrolise ígnea e em meio aquoso Cap 22

01. Com relação à eletrólise ígnea do fluoreto de sódio, NaF, indique:

 

a) a semirreação de redução.

Semirreação de redução: Na+

 (l) + e-

 → Na (s)

 

b) a semirreação de oxidação.

Semirreação de oxidação: 2 F-

 (l) → F2 (g) + 2 e-

 

c) a reação global.

Reação global: 2 Na+

 (l) + 2 F-

 (l) → 2 Na (s) + F2 (g)

 

d) a substância produzida no cátodo.

Na (s)

 

e) a substância produzida no ânodo.

F2 (g)

 

02. Com relação à eletrólise ígnea do cloreto de cálcio, CaCl2, indique:

 

a) a semirreação de redução.

Semirreação de redução: Ca2+

 (l) + 2 e-

 → Ca (s)

 

b) a semirreação de oxidação.

Semirreação de oxidação: 2 Cl-

 (l) → Cl2 (g) + 2 e-

 

c) a reação global.

Reação global: Ca2+

 (l) + 2 Cl-

 (l) → Ca (s) + Cl2 (g)

 

d) a substância produzida no polo negativo.

Ca (s)

 

e) a substância produzida no polo positivo.

Cl2 (g)

03. Com relação à eletrólise ígnea do óxido de ferro III, Fe2O3, indique:

 

a) a semirreação de redução.

Semirreação de redução: Fe3+

 (l) + 3 e-

 → Fe (s)

 

b) a semirreação de oxidação.

Semirreação de oxidação: 2 O2-

 (l) → O2 (g) + 4 e-

 

c) a reação global.

Reação global: 4 Fe3+

 (l) + 6 O2-

 (l) → 4 Fe (s) + 3 O2 (g)

 

d) o gás produzido no ânodo.

O2 (g)

 

e) o metal produzido no cátodo.

Fe (s)