As pilhas alcalinas entraram em moda recentemente e são usadas em quase tudo que exige em trabalho contínuo e duradouro, desde relógios de pulso até calculadoras eletrônicas. Uma das destas pilhas mais usadas é a de níquel/cádmio, que chega a ter uma duração maior do que a da bateria de automóvel e ainda pode ser recarregada várias vezes. Ela é constituída pelo metal cádmio hidróxido de níquel III e uma pasta hidróxido de potássio. Considere que os potenciais-padrão de redução são:
Entre as opções a seguir, indique a que apresenta o sentido do fluxo de elétrons e a força eletromotriz da pilha níquel-cádmio.
A) Do eletrodo de cádmio para o eletrodo de hidróxido de níquel III
B) Do eletrodo de cádmio para o eletrodo de hidróxido de níquel III
C) Do eletrodo de cádmio para o eletrodo de hidróxido de níquel III
D) Do eletrodo de hidróxido de níquel III para o eletrodo de cádmio
E) Do eletrodo de hidróxido de níquel III para o eletrodo de cádmio
A) Do eletrodo de cádmio para o eletrodo de hidróxido de níquel III
B) Do eletrodo de cádmio para o eletrodo de hidróxido de níquel III
C) Do eletrodo de cádmio para o eletrodo de hidróxido de níquel III
D) Do eletrodo de hidróxido de níquel III para o eletrodo de cádmio
E) Do eletrodo de hidróxido de níquel III para o eletrodo de cádmio
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre pilhas alcalinas, especificamente a pilha de níquel-cádmio. O enunciado nos dá duas reações de redução com seus potenciais padrão e pede para determinar o sentido do fluxo de elétrons e a força eletromotriz (ΔE°) da pilha. Para isso, a gente vai precisar entender um pouquinho sobre potenciais de redução e como eles determinam o funcionamento da pilha.
Passo 2
Primeiro, vamos olhar as duas reações de redução que a questão nos deu:
O potencial padrão de redução (E°) indica a tendência de uma espécie ganhar elétrons. Quanto maior o E°, mais forte é o agente oxidante, ou seja, mais ela quer ganhar elétrons.
Passo 3
Agora, vamos identificar qual dos dois eletrodos vai atuar como cátodo e qual como ânodo.
- Cátodo: onde ocorre a redução, ou seja, a espécie com o maior E° vai ser reduzida.
- Ânodo: onde ocorre a oxidação, que é o reverso da redução da espécie com o menor E°.
Aqui, o
tem um E° de +1,0 V, que é maior que o de
que é -0,4 V. Isso significa que o níquel vai ser o cátodo e o cádmio será o ânodo.
Passo 4
Com isso, os elétrons vão fluir do ânodo (cádmio) para o cátodo (níquel). O fluxo de elétrons sempre ocorre do potencial menor para o maior.
Passo 5
Agora, vamos calcular a força eletromotriz da pilha usando a fórmula:
Substituindo os valores:
Resposta
A opção correta é a A) Do eletrodo de cádmio para o eletrodo de hidróxido de níquel III
.
Exercícios relacionados
As reações de oxidação-redução estão presentes em diversas atividades industriais, como a produção de metais e de ligas metálicas. Fazem parte também do nosso cotidiano, como o escurecimento de joias e objetos de prata, a ferrugem de portões, entre outros. Neste contexto, a obtenção de manganês
a partir da pirolusita
um de seus minérios, pode ser representada pela equação química balanceada, a seguir.
Observe todas as espécies que aparecem nos reagentes e nos produtos. Os números de oxidação do Manganês
, do Oxigênio (O) e do Carbono © nessa reação, são, respectivamente:
A) +4 e 0; -2 e -2; 0 e +2
B) +2 e - e
C) +4 e 0; - 2 e - e +4
D)
A) +4 e 0; -2 e -2; 0 e +2
B) +2 e -
C) +4 e 0; - 2 e -
D)
Quando um prego de ferro é mergulhado em uma solução aquosa de sulfato de cobre(II), observa-se a formação de cobre metálico sobre a superfície do prego em decorrência da reação representada por
Essa é uma reação de oxirredução na qual:
A) o ferro metálico perde elétrons e, portanto, é o agente oxidante.
B) o ferro metálico perde elétrons e, portanto, é o agente redutor.
C) o ferro metálico ganha elétrons e, portanto, é o agente oxidante.
D) o íon de cobre(II) ganha elétrons e, portanto, é o agente redutor.
E) o íon de cobre(II) perde elétrons e, portanto, é o agente oxidante.
A) o ferro metálico perde elétrons e, portanto, é o agente oxidante.
B) o ferro metálico perde elétrons e, portanto, é o agente redutor.
C) o ferro metálico ganha elétrons e, portanto, é o agente oxidante.
D) o íon de cobre(II) ganha elétrons e, portanto, é o agente redutor.
E) o íon de cobre(II) perde elétrons e, portanto, é o agente oxidante.
A tendência de um elemento sofrer oxidação ou redução pode ser avaliada pelo seu potencial-padrão de redução,
. Esse parâmetro pode explicar como os elementos aparecem na natureza. Por exemplo, a grande maioria dos elementos metálicos é encontrada na forma oxidada (como
) em minérios de óxidos, sulfetos, carbonatos, sulfatos, silicatos etc., enquanto alguns poucos elementos metálicos se encontram também na forma nativa (como metal não oxidado). Considere os seguintes valores de E 0 :
Quais são os metais que apresentam maior tendência de ser encontrados na natureza somente na forma oxidada?
A) e Pb .
B) CuePb .
C) Ag e Cu .
D) .
Quais são os metais que apresentam maior tendência de ser encontrados na natureza somente na forma oxidada?
A)
B) CuePb .
C) Ag e Cu .
D)
O tungstênio é encontrado em vários minerais, como óxidos de volframita - (Fe, Mn)
e a scheelita -
. É usado em filamentos de lâmpadas incandescentes, em tanques de guerra, balas de revólver e em ferramentas de corte e perfuração. Acerca da espécie química
e seus átomos constituintes, No composto
o número de oxidação (Nox) do tungstênio é:
A) +2
B) +3
C) +4
D) +5
E) +6
A) +2
B) +3
C) +4
D) +5
E) +6