ITA 2020 — Questão 57 · Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

ITA 2020 · Química

Constantes
ConstanteValor
Constante de Avogadro (Nₐ)6,02×1023 mol⁻¹
Constante de Faraday (F)9,65×104 C⋅mol⁻¹ = 9,65×104 A⋅s⋅mol⁻¹ = 9,65×104 J⋅V⁻¹⋅mol⁻¹
Volume molar de gás ideal22,4 L (CNTP)
Carga elementar1,60×10−19 C
Constante dos gases (R)8,21×10−2 atm⋅L⋅K⁻¹⋅mol⁻¹ = 8,31 J⋅K⁻¹⋅mol⁻¹ = 1,98 cal⋅K⁻¹⋅mol⁻¹
Constante gravitacional (g)9,81 m⋅s⁻²
Constante de Planck (h)6,63×10−34 m²⋅kg⋅s⁻¹
Velocidade da luz no vácuo3,0×108 m⋅s⁻¹
Número de Euler (e)2,72
Definições Pressão: 1 atm = 760 mmHg = 1,01325×105 N⋅m⁻² = 1,01325 bar Energia: 1 J = 1 N⋅m = 1 kg⋅m²⋅s⁻² = 6,24×1018 eV Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0 °C e 760 mmHg Condições ambientes: 25 °C e 1 atm Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol⋅L⁻¹ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão. (s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias. u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em mol⋅L⁻¹ ln X = 2,3 log X Massas molares
Elemento químicoNúmero atômicoMassa molar (g⋅mol⁻¹)
H11,01
C612,01
N714,01
O816,00
Na1123,00
P1530,97
S1632,06
Cl1735,45
K1939,10
Cu2963,55
Br3579,90
Ag47107,87
I53126,90
Considere uma bateria de fluxo de hidrogênio gasoso (H2) e bromo líquido (Br2) operando nas condições padrão. Durante a descarga, a bateria converte H2 e Br2 em ácido bromídrico (HBr). As reações de meia célula e os respectivos potenciais-padrão de eletrodo, a 298 K, são: Anodo, H2→2H++ 2e-(E0= 0 V) Catodo, Br2+ 2e-→2Br-(E0= 1,087 V) A dissociação da água pode ser observada pelo efeito da seguinte semirreação: O2+ 4e-+ 4H+→2H2 O E0= 1,229 V A formação de complexos iônicos de polibrometo ocorre segundo as reações e suas respectivas constantes de equilíbrio: Br2+ Br-⇌Br3- K3= 16,7 -2Br2+ Br-⇌Br5− --K5= 37,7 Sejam feitas as seguintes afirmações a respeito dessa bateria: I. O potencial da célula pode ser aproximado pela equação: Ecatodo- Eanodo= 1,087 + 0,06 pH. II. O solvente (água) é termodinamicamente estável somente a pH < 2,4. III. Recarregar a bateria com um potencial catódico inferior a 1,229 V garante a estabilidade do solvente. IV. Durante a descarga da bateria, a concentração do HBr aumenta e podem formar complexos iônicos de Br3- e Br5-. Das afirmações acima, estão CORRETAS

Alternativas

  1. A
    apenas I, II e IV.
  2. B
    apenas I e III.
  3. C
    apenas II e IV.
  4. D
    apenas III e IV .
  5. E
    todas.

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Fonte: ITA 2020

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