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aula ministrada para a disciplina de complemento de tratamento de águas residuárias.
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Centro de Educao Superior do alto Vale do Itaja CEAVITEES Complemento de TAASuyanne A. L. Bachmann
SumrioEletroqumica
Pilha
Potencial de Redox
Eletrlise
Leis de Faraday
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Baseia-se na seguinte reao: Zn+CuCuSO4+ZnSO4 na forma inicaZn+CuCu2++Zn2+**ELTRONS*PILHA DE DANIELL
Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+ELTRONSPONTE SALINACTIONSNIONSEsquema da Pilha de Daniel*
Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+ELTRONSPONTE SALINACTIONSNIONS medida que a reao vai ocorrendo poderemos fazer as seguintes observaes O eletrodo de zinco vai se desgastando como passar do tempo O eletrodo de cobre ter sua massa aumentada Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+A soluo de ZnSO4 vai ficando mais concentrada Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+A soluo de CuSO4 vai ficando mais diluda Nas solues teremos a passagem dos ons, em excesso, de um lado para o outro atravs da ponte salina *
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Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+ELTRONSPONTE SALINACTIONSO plo de onde saem os eltrons ocorrendo a oxidao chama-seANODO e corresponde ao PLO NEGATIVO NODOO plo onde chegam os eltrons ocorrendo areduo chama-seCATODO e corresponde ao PLO POSITIVO CTODO+*
Para a pilha de DANIELL*
Quais as semi-reaes?b) Qual a reao global?32Co eCo2+Au3+ + eAu--663322*
c) Quem sofre oxidao?CoAu3+d) Quem sofre reduo?e) Qual o eletrodo positivo ou ctodo?Auf) Qual o eletrodo negativo ou nodo?Cog) Que eletrodo perder massa?Coh) Qual dos eletrodos ter a sua massa aumentada?Au*
02) Podemos dizer que, na clula eletroqumica: o magnsio sofre reduo.b) o ferro o nodo. os eltrons fluem, pelo circuito externo, do magnsio para o ferro.d) h dissoluo do eletrodo de ferro. a concentrao da soluo de Mg2+ diminui com o tempo.*
03) As relaes existentes entre os fenmenos eltricos e as reaes qumica so estudadas: a) na termoqumica.b) na eletroqumica.c) na cintica qumica.d) no equilbrio qumico.e) na ebuliometria.*
04) O plo onde saem os eltrons, em uma pilha, :a) ctodo.b) plo positivo.c) nodo.d) o eletrodo que aumenta a massa.e) o que ocorre reduo.*
Os metais que fazem parte de uma reao de xido-reduo tm uma tendncia a CEDER ou RECEBER ELTRONS Essa tendncia determinada pelo potencial de eletrodo (E)*
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TABELA DEPOTENCIAIS-PADRO DE REDUO(1 atm e 25C)*
Para a pilha de Daniell os potenciais so:*
01) Conhecendo as seguintes semi-reaes e os seus potenciais padro de reduo abaixo, determine a d.d.p da pilha formada pelos eletrodos indicados:O potencial de reduo da prata maior que o do estanho a) + 0,54 V.b) + 0,66 V.c) + 1,46 V.d) + 0,94 V.e) + 1,74 V.*
03) Considere as seguintes semi-reaes e os potenciais normais de reduo:O potencial da pilha formada pela juno dessas duas semi-reaes :a) + 1,25 V.b) 1,25 V.c) + 1,75 V.d) 1,75 V.e) + 3,75 V.Ni 2+ + 2 e Ni E 0 = 0,25 VAu 3+ + 3 e Au E 0 = + 1,50 VAu 3+ + e Au E 0 = + 1,50 VNi Ni 2+ + e E 0 = + 0,25 V326226332 Au 3+ + 3 Ni 2 Au + 3 Ni +2 E 0 = + 1,75 V*
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01) As reaes de eletrlise s ocorrem em sistemas que contenham ________ em movimento. Nessas transformaes h consumo de energia _____________ . Completam-se, respectivamente, com:a) tomos e luminosa.b) molculas e luminosa.c) molculas e trmica.d) tomos e eltrica.e) ons e eltrica.ONSELTRICA*
02) Em um processo de eletrlise correto afirmar que:a) no h passagem de corrente eltrica.b) substncias so apenas oxidadas.c) substncias so apenas reduzidasd) o elemento oxidante doa eltrons. oxidao e reduo so sempre simultneas.*
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NIONSGERADORCTIONSELTRONS++ELTRONSNa eletrlise o plo negativo o ctodoe o plo positivo o nodo.*
Eletrlise gnea do (NaCl )Plo negativo:Plo positivo:22Reao global:*
01) No ctodo de uma clula de eletrlise sempre ocorre: deposio de metais. uma semi-reao de reduo. produo de corrente eltrica. desprendimento de hidrognio. corroso qumica.Cx ++C-x e*
02) A eletrlise de cloreto de sdio fundido produz sdio metlico e gs cloro. Nesse processo, cada on: sdio recebe dois eltrons. cloreto recebe um eltron. sdio recebe um eltron. cloreto perde dois eltrons. sdio perde um eltron.*
03) O alumnio obtido industrialmente pela eletrlise gnea da alumina (Al2O3). Indique a alternativa falsa: O on alumnio sofre reduo. O gs oxignio liberado no nodo. O alumnio produzido no ctodo. O metal alumnio agente oxidante. O on O2- sofre oxidao.*
Na eletrlise aquosa teremos a presena de DOIS CTIONS e DOIS NIONS Neste caso teremos que observar a ORDEM DE DESCARGA DOS ONS PLO POSITIVOA oxidrila descarrega antes que os nionsoxigenados e fluoreto.NIONSNO-OXIGENADOS>OH NIONS OXIGENADOS o F >*
PLO NEGATIVOO on H+ descarrega antes dos ctionsdos alcalinos, alcalinos terrosos e alumnio*
Na descarga do H ocorre a seguinte reao: +*
o Cl tem prioridade diante do OH o H+ tem prioridade diante do Na+2 H+ + 2 e H2*
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GERADORELTRONS++ELTRONSCTODOOH ClNa+ ClNaOH+ Cl22 H+H+ H+ NODOELETRLISE AQUOSA DO NaClCleCl2222 H+e2H2+A soluo final apresenta carter bsico, devido formao do NaOH.*
Eletrlise aquosa do CuSO4Ionizao da guaH2O H + OH +Dissociao do CuSO4CuSO4 Cu + SO4 2+2 2 OH 2 e H2O + 1/2 O2-+Cu + 2 e Cu-2++2 *
01) Quando se faz passar uma corrente eltrica atravs de uma soluo aquosa de iodeto de potssio pode-se verificar que: ocorre migrao de K+ para o nodo e I para o ctodo. ocorre migrao do H+ para o ctodo e I para o nodo. a soluo torna-se cida devido formao de HI. a soluo permanece neutra devido formao de H2 e I2. h formao de I2 no ctodo.Ficam na soluoK +OH *
02) Na eletrlise de uma soluo aquosa diluda de cido sulfrico: Quais so os gases produzidos? b) O que ocorre com a concentrao da soluo? c) Escreva a equao global. Plo negativo:(ctodo)Plo positivo:(nodo)A soluo vai ficando CONCENTRADA em H2SO4*
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Sabe-se que:Q = i x t m = K x i x tCONSEQENTEMENTE*
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Associando as duas leis, teremos:A constante K vale:Ento :m = K x E x Qm = K x E x i x t*
01) Uma soluo de cloreto de prata eletrolisada durante 965 segundos por uma corrente eltrica de 1 ampr (A). Qual a massa de prata depositada no ctodo?Dado: Ag = 108 g / molt = 965 si = 1 Am = ?*
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01) Uma soluo de cloreto de prata eletrolisada durante 965 s por uma corrente eltrica de 1 ampr (A). Qual a massa de prata depositada no ctodo ?Dado: Ag = 108 g / molAg+ + 1 e Ag96500 C108 g965 Cm g*
02) Uma carga eltrica de 9650 C eletrolisa uma soluo contendo ons de cobre II. Qual a massa depositada no eletrodo ?Dado: Cu = 63,5 g / molCu +2 + 2 e Cu*
03) Numa clula eletroltica contendo soluo aquosa de nitrato de prata flui uma corrente eltrica de 5,0 A durante 9650 segundos. Nessa experincia, quantos gramas de prata metlica so obtidos? Dado: Ag = 108 g/mol108 g.100 g.54,0 g.50,0 g.10,0 g.i = 5,0 At = 9650 sm = ? *
04) Eletrolisa-se uma soluo de CuCl2, durante 32 minutos, com uma corrente de 5A. Obtm-se nas CNTP, um volume de cloro em mL de:1400.1920.1600.9650.1114.i = 5,0 At = 32 minV = ? mL = 1920 s2 Cl + 2 e Cl2 (g)*
05) A corrente eltrica necessria para depositar 10,8 g de prata atravs da eletrlise de uma soluo de nitrato de prata durante 5 minutos de:Dado: Ag = 108 g/mol32,16 A .3,0 A.6,2 A.4,3 A.31,3 A.i = ? At = 5 minm = 10,8 g = 300 s*
06) Calcule as massas dos metais depositadas em 3 cubas eletrolticas, ligadas em srie, submetidas a uma corrente de 4A, durante 40 minutos e 12 segundos conforme esquema:Dados: Cu = 63,5 u; Ag = 108 u.; Fe = 56 u.*
t = 40 min 12 s i = 4 A = 2412 s *
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