Química Tito e Canto - Vol. 2 - 5ª Ed. 2009

Moderna plus
Parte II
Unidade D
Capítulo 16 Pilhas e baterias comerciais
Seção 8
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
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Com base no esquema:
a) Identifique o eletrodo positivo da pilha. Justifique
sua resposta.
b) Usando as semirreações, apresente a equação
da pilha e calcule sua força eletromotriz.
10 (Ufal) As células de combustível, capazes de
converter energia das reações de oxirredução
de reagentes químicos gasosos diretamente
em eletricidade, são consideradas tecnologias
prontas para substituir combustíveis derivados
de petróleo. A célula de combustível hidrogênio-
-oxigênio baseia-se na conhecida reação de
formação de água, onde os gases são oxidados
e reduzidos em compartimentos de eletrodos
separados por solução eletrolítica:
2 H 2 (g) 1 O 2 (g) # 2 H 2 O (,) 1 energia
Quanto a essa questão, assinale a alternativa
correta.
a) O hidrogênio é reduzido no cátodo.
b) O hidrogênio é oxidado no ânodo segundo a
semirreação:
2 H 1 (g) 1 4 OH 2 (aq) # 4 H 2 O (,) 1 4 e 2
c) O oxigênio é oxidado no ânodo.
d) O oxigênio é reduzido no cátodo segundo a
semirreação:
2 O 2 (g) 1 2 H 2 O (,) 1 2 e 2 # 4 OH 2 (aq)
e) O oxigênio é reduzido no cátodo segundo a
semirreação:
O 2 (g) 1 2 H 2 O (,) 1 4 e 2 # 4 OH 2 (aq)
11 (Unicamp-SP) Há quem afirme que as grandes
questões da humanidade simplesmente restringem-se
às necessidades e à disponibilidade de
energia. Temos de concordar que o aumento da
demanda de energia é uma das principais preocupações
atuais. O uso de motores de combustão
possibilitou grandes mudanças, porém seus
dias estão contados. Os problemas ambientais
pelos quais estes motores podem ser responsabilizados,
além de seu baixo rendimento, têm
levado à busca de outras tecnologias.
Uma alternativa promissora para os motores
de combustão são as celas de combustível que
permitem, entre outras coisas, rendimentos de
até 50% e operação em silêncio. Uma das mais
promissoras celas de combustível é a de hidrogênio,
mostrada no esquema abaixo:
Reagente
Produto
x
Membrana polimérica
permeável a H
Motor elétrico
Eletrodos
y
Reagente
Produto
Nessa cela, um dos compartimentos é alimentado
por hidrogênio gasoso e o outro, por oxigênio
gasoso. As semirreações que ocorrem nos
eletrodos são dadas pelas equações:
ânodo: H 2 (g) 5 2 H 1 1 2 e 2
cátodo: O 2 (g) 1 4 H 1 1 4 e 2 5 2 H 2 O
a) Por que se pode afirmar, do ponto de vista
químico, que esta cela de combustível é “não
poluente”?
b) Qual dos gases deve alimentar o compartimento
x? Justifique.
c) Que proporção de massa entre os gases você
usaria para alimentar a cela de combustível?
Justifique.
12 (PUC-RS) Uma bateria de automóvel é constituída
de placas de chumbo e de placas revestidas
com óxido de chumbo, mergulhadas em solução
de ácido sulfúrico. O seu funcionamento
pode ser representado através das seguintes
semiequações:
I. Pb (s) # Pb 21 (aq) 1 2 e 2
II. PbO 2 (s) 1 4 H 1 (aq) 1 2 e 2 #
# Pb 21 (aq) 1 2 H 2 O (,)
Com base nessas informações, pode-se afirmar
que:
a) o chumbo metálico sofre redução.
b) o óxido de chumbo é o ânodo.
c) a carga negativa surge nas placas de chumbo
metálico.
d) o cátion H 1 (aq) sofre oxidação.
e) o óxido de chumbo se oxida.
13 A pilha utilizada em naves espaciais funciona
pela rea ção de combustão entre hidrogênio
gasoso e oxigênio gasoso, produzindo água.
As duas semirreações são:
Semirreação 1: H 2 (g) 1 2 OH 2 (aq) # 2 H 2 O 1 2 e 2
Semirreação 2: ​ 1__
2 O 2 (g) 1 H 2 O 1 2 e 2 # 2 OH 2 (aq)
Reação global:
H 2 (g) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g) # H 2 O (,)
Essa pilha tem como único produto a água, que
além de não poluir o ambiente serve para uso
na nave espacial. Pilhas de combustão desse tipo
produzem um potencial em torno de 1 V.
Associando várias dessas pilhas teremos uma
bateria de combustão. Responda às perguntas:
a) Qual é a semirreação que constitui o cátodo
da pilha de combustível?
b) Qual é a semirreação que constitui o ânodo
da pilha de combustível?
14 (Ufes) O propano e o oxigênio podem ser
utilizados na obtenção de energia, sem que
necessariamente tenham que se combinar
em uma reação de combustão convencional.