Quando se mergulha um pedaço de fio de cobre limpo

QUESTÃO 01 - Quando se mergulha um pedaço de fio de cobre limpo (Cu(s)) em uma solução aquosa de nitrato de prata (AgNO3(aq)), observa-se o aparecimento gradativo de um depósito sólido sobre o cobre, ao mesmo tempo que a solução, inicialmente incolor, vai se tornando azul. A figura abaixo mostra duas pilhas, a primeira foi montada em laboratório, e a segunda trata de uma pilha em que o cobre metálico oxida fornecendo elétrons para o eletrodo de prata.

[pic 1] 

Letra A - Por que aparece um depósito sólido sobre o cobre e porque a solução vai se tornando azul?

Resposta: O depósito sólido formado sobre o cobre(Cu) é constituído de prata metálica (Ag). A Solução se torna azul devido a formação de cátion (Cu2+) em solução aquosa.

Letra B - Esquematize uma pilha para essa reação, identificando cátodo, ânodo, agente oxidante e redutor.

Resposta:

[pic 2]

Figura 1 - Esquema da primeira pilha

No esquema acima podemos observar que o Zinco (Zn) que sofre oxidação e possui o ânodo, também podemos observar o Cobre (Cu) que sofre redução e possui o cátodo. O Cobre(Cu) sofre redução devido o fluxo de elétrons que saio do Zinco (Zn) em sua direção.

[pic 3]

Figura 2 - Esquema da segunda pilha

No esquema acima podemos observar o Cobre (Cu) que sofre oxidação e possui o ânodo, também podemos observar a Prata (Ag) que sofre redução e possui o cátodo. A Prata (Ag) sofre redução devido o fluxo de elétrons que sai do Cobre (Cu) em sua direção.

Letra C - Quais as reações que ocorrem nessa pilha e o potencial gerado na mesma?

Resposta:

A primeira pilha é composta por Zn e Cu, dela temos a reação:[pic 4]

Zn°           Zn2+ + 2e-                               +0,78v[pic 5][pic 6]

Cu2++ 2e-         Cu°                                 +0,34v[pic 7]

Zn° + Cu2+               Zn2++ Cu°            ΔE° = +1,10v[pic 8]

A reação ocorrida na primeira pilha é Zn° + Cu2+          Zn2++ Cu° e o potencial gerado é igual a +1,10v.[pic 9]

A segunda pilha é composta por Ag e Cu, dela temos a reação:[pic 10]

½ (Cu°          Cu2++ 2e-)                         -0,342v[pic 11][pic 12]

Ag1++ 1e-            Ag°                             +0,7998v[pic 13]

½ Cu° + Ag1+            Cu2++ Ag°     ΔE° = +0,4576v[pic 14]

A reação ocorrida na segunda pilha é ½ Cu° + Ag1+            Cu2+ + Ag° e o potencial gerado é igual a +0,4576v.[pic 15]

Letra D - Se forem feitas associações duas pilhas em série para cada pilha acima, qual delas terá o maior potencial?

Resposta: O maio potencial será da primeira pilha, pois estando em série o seu     ΔE°=1,10v ira dobrar de valor, indo para ΔE°=2,20v.

Questão 2 - A figura abaixo mostra uma célula da bateria de chumbo/ácido sulfúrico.

As baterias dos automóveis possuem normalmente essa força eletromotriz de 12 V, pois são compostas de 6 pilhas ou células de chumbo-ácido. E elas são também denominadas como baterias de chumbo, porque o seu ânodo (polo negativo) são as placas de chumbo e o seu cátodo (polo positivo) são as placas de chumbo com óxido e chumbo IV (PbO2). Com base nesses dados, responda: