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Exercícios sobre pilhas (com gabarito resolvido)

Confira os exercícios resolvidos sobre pilhas, com explicações detalhadas que facilitam a compreensão dos conceitos teóricos e práticos. As questões abordam temas como agentes redox, potenciais-padrão, representação de pilhas e o uso de metais de sacrifício. Aproveite para testar seus conhecimentos e aprofundar seu aprendizado com o auxílio das resoluções comentadas.

Questão 1

Uma pilha comum de lanterna é composta por zinco (ânodo) e dióxido de manganês (cátodo) em meio alcalino. Durante o funcionamento da pilha, ocorre a seguinte semi-reação no ânodo:

Zn_(s) + 2OH⁻_(aq) → ZnO_(s) + H₂O_(l) + 2e⁻

Qual das alternativas descreve corretamente o processo no cátodo dessa pilha?

a) $Mn O com 2 abre parênteses s fecha parênteses subscrito fim do subscrito espaço mais espaço H com 2 subscrito O com abre parênteses l fecha parênteses subscrito fim do subscrito espaço mais espaço e ⁻ espaço seta para a direita espaço Mn com 2 subscrito O com 3 abre parênteses s fecha parênteses subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 2 O H à potência de minus sign com abre parênteses aq fecha parênteses subscrito fim do subscrito$

b) $2 H à potência de plus sign com abre parênteses aq fecha parênteses subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 2 e ⁻ espaço seta para a direita espaço H com 2 abre parênteses g fecha parênteses subscrito fim do subscrito$

c) $O com 2 abre parênteses g fecha parênteses subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 2 H com 2 subscrito O com abre parênteses l fecha parênteses subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 4 e ⁻ espaço seta para a direita espaço 4 O H à potência de minus sign com abre parênteses aq fecha parênteses subscrito fim do subscrito$

d) $itálico M itálico n à potência de 2 mais fim do exponencial com abre parênteses aq fecha parênteses subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 2 e ⁻ espaço seta para a direita espaço Mn com abre parênteses s fecha parênteses subscrito fim do subscrito$

Questão 2

Uma pilha é construída usando magnésio (Mg) e prata (Ag), com os íons Mg²⁺ e Ag⁺ em solução. Sabendo que:

Mg²⁺ + 2e⁻ → Mg (E° = –2,37 V)
Ag⁺ + e⁻ → Ag (E° = +0,80 V)
Qual espécie atua como agente oxidante nessa pilha e qual o potencial padrão da pilha?

a) Mg²⁺, E⁰ = -3,17V

b) Mg²⁺, E⁰ = +3,17V

c) Ag⁺, E⁰= -3,17V

d) Ag⁺, E⁰ = +3,17V

e) Ag, E⁰ = +3,17V

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Questão 3

Em determinados materiais metálicos, há a presença de um outro metal conhecido como metal de sacrifício que fica em contato com o outro. Este metal recebe este nome, pois impede a corrosão do outro material, de forma que ele será corroído no lugar do outro.

Dentre as alternativas a seguir qual contém o requisito para a utilização de um metal como metal de sacrifício?

a) Um metal de sacrifício precisa ser menos reativo do que o metal a ser protegido

b) Um metal de sacrifício precisa ter potencial de redução mais alto do que o metal a ser protegido

c) Um metal de sacrifício precisa ser mais eletronegativo do que o metal a ser protegido

d) Um metal de sacrifício precisa ter potencial de oxidação maior que o metal a ser protegido

e) Um metal de sacrifício precisa ter potencial oxidante mais alto que o metal a ser protegido

Questão 4

Em uma pilha são utilizados chumbo e prata metálicos, mergulhados em uma solução de seus íons. Assinale a representação correta desta pilha e o potencial padrão da pilha.

(Dados de E⁰_red: Pb = -0,13V ; Ag = +0,80V)

a) Pb/Pb²⁺//Ag⁺/Ag , E⁰= +0,93V

b) Pb/Pb²⁺//Ag⁺/Ag , E⁰= -0,93V

c) Ag⁺/Ag//Pb/Pb²⁺, E⁰= +0,93V

d) Ag⁺/Ag//Pb/Pb²⁺, E⁰= -0,93V

e) Ag⁺/Ag//Pb/Pb²⁺, E⁰= +0,67V

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Questão 5

Uma pilha eletroquímica composta por eletrodos de prata e magnésio mergulhados em soluções dos seus íons.

Sabendo que para acender uma lâmpada de LED são necessários aproximadamente 12V, e que os potenciais de redução para prata e magnésio são, respectivamente, +0,80V e -2,37V, determine quantas pilhas desta, associadas em série, seriam necessárias para acender o LED.

a) 1

b) 2

c) 3

d) 4

e) 5