Eletroquímica Prof: Lourdes

Como o Cobre é mais nobre que o Zinco, ele reduz oxidando o zinco

PILHA: Dispositivo em que uma reação de oxirredução (reação redox) espontânea gera energia elétrica.

CONCEITOS BÁSICOS: oxiDAR : DAR elétrons, o NOX Argenta. REduzir : REceber elétrons, o NOX Reduz. AGENTE OXIDANTE: Substância com o elemento que REDUZIU. AGENTE REDUTOR: Substância com o elemento que OXIDOU.

Os elétrons migram do eletrodo em que ocorre oxidação (ÂNODO) para o eletrodo em que ocorre redução (CÁTODO)

Após o funcionamento da pilha

Sentido dos elétrons Maior Eoxid para o menor Eoxid

Metais com maior potencial de redução (maior Ered) Platina O mais nobre dos metais, grande tendência à redução. Ouro Prata Cobre Mercúrio

PILHA DE DANIEL

PILHAS – Conceitos importantes Na Pilha no ANODO ocorre OXIDAÇÃO e o polo é - (NEGATIVO)

Nomenclatura dos Eletrodos

Equações da pilha

Medindo a ddp de uma Pilha Experiência: seja a pilha de Daniell, na qual intercalaremos no fio condutor um voltímetro (aparelho usado para medida da ddp). A ddp registrada para a pilha zinco-cobre é igual a 1,10 V, ou seja, a ddp entre os eletrodos de zinco e cobre é igual a 1,10 V.

Fórmula para cálculo da ddp Teoricamente a ddp é calculada da seguinte forma: A medida do Ered absoluto de um eletrodo é impossível e, sendo assim, a equação acima possui duas incógnitas, já que o único valor obtido na prática é a ddp. Não sendo possível medir o valor absoluto do Ered de um eletrodo, iremos trabalhar com potenciais relativos, e para tanto vamos escolher um eletrodo padrão. O escolhido foi o eletrodo de hidrogênio ao qual se atribui o Ered= zero.

Exercícios 1- Seja a pilha esquematizada a seguir,onde é fornecido o sentido do fluxo de e- : Responda: a) Qual eletrodo é o cátodo (polo +)? b) Qual eletrodo é o ânodo (polo -)? c) Qual é a semi-reação no eletrodo de chumbo? d) Qual é a semi-reação no eletrodo de prata? e) Qual é a espécie química que se oxida? f) Qual é a espécie química que se reduz? g) qual é a placa que apresenta sua massa aumentada? h) Qual é a placa que apresenta a massa diminuída? i) qual é a reação global da pilha?

Exercícios 2- (PUC) – Observe a célula eletroquímica e considere os seguintes potenciais de redução A partir dos dados fornecidos determine: a) a semi-reação catódica; b) a semi-reação anódica c) a equação global d) a ddp

3-(PUC) – Considerando-se a pilha representada por Pb0/Pb2+// Cd2+/Cd0 , pode-se afirmar que é incorreta a afirmativa: a) O ânodo é constituído pelo eletrodo de chumbo. b) O cátodo é constituído pelo eletrodo de cádmio. c) No ânodo ocorre oxidação. d) O ânodo é o pólo positivo, e o cátodo é o pólo 4- (PUC) – É dada a sucessão Mg, Aℓ Cr, Fe, em que qualquer metal da esquerda pode ceder elétron para os cátions de qualquer metal mais à direita. Considere a pilha: Mg,Mg2+(1M)/Fe2+,Fe(1M) (25ºC); onde os sais são sempre sulfatos. Sobre ela é correto afirmar: a) A chapa de ferro atua como eletrodo negativo (ânodo) b) A chapa de magnésio atua como eletrodo positivo (cátodo) c) O magnésio é o agente oxidante d) A solução de Mg2+ irá se concentrar.

5- Analise o esquema: Sobre a pilha, indique verdadeiro (V) ou falso (F) a) A lâmina de zinco vai se corroer, diminuindo a sua massa. b) Ocorrerá um aumento da concentração de íons Zn 2+ em A. c) Ocorrerá deposição de Cu0 na lâmina de cobre, aumentando a sua massa. d) Ocorrerá diminuição da concentração de íons Cu2+ em B. e) A direção do fluxo de elétrons é de B para A.

6- (PUC) – Em uma pilha , um dos eletrodos é o chumbo imerso em uma solução 1,0 M de íons Pb2+ e o outro é o magnésio imerso em uma solução 1,0 M e íons Mg2+ . Baseando-se nos potenciais-padrão de redução. Pb2+ + 2e- Pb0 E0 = - 0,13 volts. Mg2+ + 2e- Mg0 E0 = - 2,38 volts. São feitas as afirmações: I.                    O chumbo cede elétrons para o magnésio. II.                  O eletrodo de magnésio funciona como cátodo da pilha. III.                No eletrodo do chumbo ocorre redução. IV. A equação da reação global é: Mg0 + Pb2+Mg2++ Pb0 V. A diferença de potencial da pilha é E0 = + 2,25 volts. O número total de afirmações corretas é: a) 3 ; b) 2 ; c) 1 ; d) 4 ; e) 5  

7- Dados os potenciais-padrão de redução: Li+/Li = -3,04 V ; 2H+/ H2 = 0,00 V K+ / K= -2,92 V ; Cu2+/Cu = 0,34 V Zn2+/ Zn = -0,76 V ; Cℓ2/2Cℓ- = 1,36 V F2 /2F- = 2,87 V ; Ag+/Ag = 0,80 V Marque verdadeiro (V) ou falso (F): 1( ) Dentre as espécie químicas apresentadas acima o lítio é o que possui maior potencial de oxidação (capacidade de doar elétrons). 2 ( ) O gás flúor, por ser mais eletronegativo, tem maior potencial de redução do que o cloro. 3 ( ) Metais alcalinos têm maior tendência a se oxidar do que os halogênios. 4 ( ) A reação H2(g)+Zn2+ = Zn + 2H+ fornecerá um potencial elétrico positivo. 5 ( ) Numa pilha formada por eletrodos de cobre e zinco, o cobre irá se oxidar. 6 ( ) O cloro tem capacidade de oxidar o cobre metálico.

8- Uma pilha é constituída de um eletrodo de prata metálica mergulhado em uma solução de AgNO3 1 mol/L e de um eletrodo de cobre metálico mergulhado em uma solução de CuSO4 0,1 mol/L. a)       Escreva as equações das semi-reações que ocorrem nos eletrodos. b) Escreva a equação química global que ocorre na pilha e calcule a diferença de potencial fornecida pela pilha nas condições padrões. Potenciais-padrão de redução a 25ºC: Cu2++ 2e- Cu(s) E0 = + 0,34 V Ag+ + e- Ag(s) E0 = + 0,80 V

9- (UFMS)- Dadas as semi-reações, os potenciais-padrão de redução e o esquema da pilha de Daniell Zn2+ + 2e- Zn0 ,E0 = - 0,76 volts Cu2++ 2e- Cu0 , E0 = + 0,34 volts pergunta-se: a) O sentido da corrente de elétrons no condutor. b) A reação global e sua ddp (diferença de potencial ) na condição-padrão

10- Você já deve ter sentido uma “dor fina” ao encostar em sua obturação metálica ( amálgama de mercúrio e prata) um talher de alumínio ou mesmo uma embalagem que contenha revestimento de alumínio. O que você sente é o resultado de uma corrente elétrica produzida pela pilha formada pelo alumínio e pela obturação. Considere as informações a seguir e marque a opção que apresenta a ddp ou “fem, o cátodo e o ânodo, nesta ordem. Dados: Aℓ3+ + 3e- = Aℓ(s) E 0 = -1,66 V Hg22+ + 2e- = 2Hg(liga com prata) E0 = + 0,85 V

RADIOATIVIDADE Prof: Lourdes

Período de Semidesintegração ou Meia-vida (p ou t1/2) É o tempo necessário para que metade do número de átomos de determinada substância radioativa se desintegre.

Considere uma amostra de substância radioativa qualquer, tendo N0 átomos: Podemos observar que, a cada período de meia-vida (P) que se passa, o número de átomos radioativos na amostra diminui pela metade.

Graficamente, podemos representar o processo de decaimento radioativo através da curva exponencial de decaimento:  

Fissão Nuclear Fissão Nuclear é a quebra do núcleo de um átomo em núcleos menores, com liberação de uma quantidade enorme de energia.

FUSÃO NUCLEAR Consiste na síntese (reunião) de núcleos, dando origem a um núcleo maior e mais estável, e na emissão de grande quantidade de energia. São necessárias altas temperaturas para que ocorra a fusão nuclear. Esse processo é o que ocorre no Sol, onde núcleos de hidrogênio leve (prótio) se fundem, formando núcleos de hélio com liberação de alta quantidade de energia.

Aplicações de alguns radioisótopos

Exercícios 1. (UNIRIO) - O 201Tℓ é um isótopo radioativo usado na forma de TℓCℓ3 (cloreto de tálio), para diagnóstico do funcionamento do coração. Sua meia-vida é de 73 h (~3 dias). Certo hospital possui 20 g deste isótopo. Sua massa, em gramas, após 9 dias, será igual a: a) 1,25. b) 3,3. c) 7,5. d) 2,5. e) 5,0.  

2. (Puccamp-SP) O iodo-125, variedade radioativa do iodo com aplicações medicinais, tem meia-vida de 60 dias. Quantos gramas de iodo-125 irão restar, após 6 meses, a partir de uma amostra contendo 2,00 g do radioisótopo? a) 1,50. b) 0,75. c) 0,66. d) 0,25. e) 0,10. 

3. (UFRS) O gráfico a seguir representa a variação da concentração de um radioisótopo com o tempo: A observação do gráfico permite afirmar que a meia-vida do radioisótopo é igual a: a) 1 min ; b) 2 min ; c) 4 min. d) 5 min ; e) 10 min.  

4. (UFRN) Com base no gráfico a seguir, estime o tempo necessário para que 20% do isótopo ZXA se desintegrem: a)20anos ; b)16anos. c)7,5anos ; d)2anos.

5. (Vunesp-SP) Em Goiânia, 100 g de 137CsCℓ foram liberados de uma cápsula, antes utilizada em radioterapia, e causaram um grave acidente nuclear. O gráfico representa a cinética de desintegração desse isótopo. Para o 137Cs, o tempo de meia-vida e o tempo para que 87,5% tenha se desintegrado são, em anos, respectivamente: a) 60 e 30 ; b) 30 e 7,5 ; c) 60 e 90. d) 30 e 90 ; e)120 e 60.

6-(UFSM-RS) Relacione as radiações naturais alfa, beta e gama com suasrespectivascaracterísticas: alfa () 2. beta () 3. gama () ·  Possuem alto poder de penetração, podendo causar danos irreparáveis ao ser humano. ·   São partículas leves, com carga elétrica negativa e massa desprezível. ·  São radiações eletromagnéticas semelhantes aos raios X, não possuem carga elétrica nem massa. ·   São partículas pesadas de carga elétrica positiva que, ao incidirem sobre o corpo humano, causam apenas queimaduras leves. A seqüência correta, de cima para baixo, é: a) 1, 2, 3, 2 b) 2, 1, 2, 3 c) 1, 3, 1, 2 d) 3, 2, 3, 1 e) 3, 1, 2, 1  

7- (UFPE) A primeira transmutação artificial de um elemento em outro, conseguida por Rutherford em 1919, baseou-se na reação: 7N14 + 2He4 * + 1H1 É correto afirmar que: a) o núcleo *tem 17 nêutrons. b) o átomo neutro do elemento * tem 8 elétrons. c) o núcleo 1H1 é formado por um próton e um nêutron. d) o número atômico do elemento * é 8. e) o número de massa do elemento * é 17.