Gabarito disponível
Em uma célula voltaica a energia de Gibbs padrão de reação é determinada pela expressão:
ΔG°_r = −nFE°_cel
em que n é um número adimensional que representa a quantidade de mols de elétrons transferidos nas semirreações de oxidação e de redução combinadas, F é a constante de Faraday e E°_cel é o potencial-padrão da célula.
Considere F = 96500 C/mol e os potenciais-padrão de redução do ferro e do alumínio, a 298 K, indicados abaixo.
Fe²⁺(aq) + 2 e⁻ ⟶ Fe(s) | E° = −0,44 V
Al³⁺(aq) + 3 e⁻ ⟶ Al(s) | E° = −1,66 V
Para uma célula voltaica formada pelo contato de dois metais quando uma peça de ferro é fixada com parafusos de alumínio, a 298 K, avalie as asserções a seguir.
I. O valor numérico de n é 5.
II. Com o passar do tempo, a peça fixada irá cair devido à corrosão do ferro.
III. Com o passar do tempo, a peça fixada irá cair devido à corrosão do alumínio.
IV. A energia de Gibbs padrão de reação da célula é igual a −706 kJ/mol.
V. Na célula voltaica formada, a oxidação do ferro é um processo espontâneo.
Assinale a opção que apresenta APENAS as afirmativas verdadeiras.
ΔG°_r = −nFE°_cel
em que n é um número adimensional que representa a quantidade de mols de elétrons transferidos nas semirreações de oxidação e de redução combinadas, F é a constante de Faraday e E°_cel é o potencial-padrão da célula.
Considere F = 96500 C/mol e os potenciais-padrão de redução do ferro e do alumínio, a 298 K, indicados abaixo.
Fe²⁺(aq) + 2 e⁻ ⟶ Fe(s) | E° = −0,44 V
Al³⁺(aq) + 3 e⁻ ⟶ Al(s) | E° = −1,66 V
Para uma célula voltaica formada pelo contato de dois metais quando uma peça de ferro é fixada com parafusos de alumínio, a 298 K, avalie as asserções a seguir.
I. O valor numérico de n é 5.
II. Com o passar do tempo, a peça fixada irá cair devido à corrosão do ferro.
III. Com o passar do tempo, a peça fixada irá cair devido à corrosão do alumínio.
IV. A energia de Gibbs padrão de reação da célula é igual a −706 kJ/mol.
V. Na célula voltaica formada, a oxidação do ferro é um processo espontâneo.
Assinale a opção que apresenta APENAS as afirmativas verdadeiras.
Resolução comentada
Na pilha Al/Fe, o alumínio é o ânodo e se corrói; n = 6; ΔG° ≈ −706 kJ.
O Al tem menor potencial de redução e é oxidado, então é o alumínio que corrói (III). E°cel = −0,44 − (−1,66) = 1,22 V. Com n = 6 (mmc de 2 e 3), ΔG° = −6·96500·1,22 ≈ −706 kJ/mol (IV).
Análise das alternativas
I é falsa: n = 6, não 5. II é falsa: é o alumínio, e não o ferro, que corrói. V é falsa: nessa célula o ferro é o cátodo, e sua oxidação não é espontânea.
Referência: Eletroquímica: potencial de pilhas e ΔG° = −nFE°.
Resolução comentada do VaiConcursos.