Gabarito disponível
Texto-base:
Constantes
Constante de Avogadro (N_A) = 6,02 × 10²³ mol⁻¹
Constante de Faraday (F) = 9,65 × 10⁴ C mol⁻¹ = 9,65 × 10⁴ A s mol⁻¹ = 9,65 × 10⁴ J V⁻¹ mol⁻¹
Carga elementar = 1,60 × 10⁻¹⁹ C
Constante dos gases (R) = 8,21 × 10⁻² atm L K⁻¹ mol⁻¹ = 8,31 J K⁻¹ mol⁻¹ = 1,98 cal K⁻¹ mol⁻¹
Constante de Planck (h) = 6,63 × 10⁻³⁴ J s
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 × 10⁸ m s⁻¹
Número de Euler (e) = 2,72
Definições
Pressão: 1 atm = 760 Torr = 1,01325 × 10⁵ N m⁻² = 1,01325 bar
Energia: 1 J = 1 N m = 1 kg m² s⁻² = 6,24 × 10¹⁸ eV
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0 °C e 1 atm, equivalente a um volume de um gás ideal de 22,4 L.
Condições ambientes: 25 °C e 1 atm
Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol L⁻¹ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gasoso. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias. u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie X em mol L⁻¹.
ln X = 2,3 log X; √2 = 1,41; √3 = 1,73.
EPH = eletrodo padrão de hidrogênio
Massas Molares (Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (g mol⁻¹))
H | 1 | 1,01
He | 2 | 4,00
C | 6 | 12,01
N | 7 | 14,01
O | 8 | 16,00
F | 9 | 19,00
Na | 11 | 22,99
Cl | 17 | 35,45
K | 19 | 39,10
Ca | 20 | 40,08
Mn | 25 | 54,94
Fe | 26 | 55,85
Cu | 29 | 63,55
Br | 35 | 79,90
Sn | 50 | 118,71
I | 53 | 126,90
Au | 79 | 196,97
Hg | 80 | 200,59
Considere as afirmações relacionadas a células eletroquímicas.
I. O potencial padrão de uma célula eletroquímica é diretamente proporcional à variação de energia livre de Gibbs padrão da reação envolvida e inversamente proporcional à sua constante de equilíbrio.
II. Dado que os valores de potencial padrão do eletrodo de cobre e do calomelano saturado em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio são, respectivamente, 0,34 V e 0,24 V, o potencial do eletrodo de cobre em relação ao eletrodo de calomelano saturado será 0,10 V.
III. Os potenciais padrão de eletrodo não são valores absolutos de semicélulas, mas sim diferenças de potencial entre semicélulas.
IV. O catodo de uma célula galvânica torna-se o anodo quando essa célula passa a operar como célula eletrolítica, embora a redução sempre ocorra no catodo da célula e a oxidação sempre ocorra no anodo.
Assinale a opção que contém as afirmações CORRETAS.
Constantes
Constante de Avogadro (N_A) = 6,02 × 10²³ mol⁻¹
Constante de Faraday (F) = 9,65 × 10⁴ C mol⁻¹ = 9,65 × 10⁴ A s mol⁻¹ = 9,65 × 10⁴ J V⁻¹ mol⁻¹
Carga elementar = 1,60 × 10⁻¹⁹ C
Constante dos gases (R) = 8,21 × 10⁻² atm L K⁻¹ mol⁻¹ = 8,31 J K⁻¹ mol⁻¹ = 1,98 cal K⁻¹ mol⁻¹
Constante de Planck (h) = 6,63 × 10⁻³⁴ J s
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 × 10⁸ m s⁻¹
Número de Euler (e) = 2,72
Definições
Pressão: 1 atm = 760 Torr = 1,01325 × 10⁵ N m⁻² = 1,01325 bar
Energia: 1 J = 1 N m = 1 kg m² s⁻² = 6,24 × 10¹⁸ eV
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0 °C e 1 atm, equivalente a um volume de um gás ideal de 22,4 L.
Condições ambientes: 25 °C e 1 atm
Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol L⁻¹ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gasoso. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias. u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie X em mol L⁻¹.
ln X = 2,3 log X; √2 = 1,41; √3 = 1,73.
EPH = eletrodo padrão de hidrogênio
Massas Molares (Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (g mol⁻¹))
H | 1 | 1,01
He | 2 | 4,00
C | 6 | 12,01
N | 7 | 14,01
O | 8 | 16,00
F | 9 | 19,00
Na | 11 | 22,99
Cl | 17 | 35,45
K | 19 | 39,10
Ca | 20 | 40,08
Mn | 25 | 54,94
Fe | 26 | 55,85
Cu | 29 | 63,55
Br | 35 | 79,90
Sn | 50 | 118,71
I | 53 | 126,90
Au | 79 | 196,97
Hg | 80 | 200,59
Considere as afirmações relacionadas a células eletroquímicas.
I. O potencial padrão de uma célula eletroquímica é diretamente proporcional à variação de energia livre de Gibbs padrão da reação envolvida e inversamente proporcional à sua constante de equilíbrio.
II. Dado que os valores de potencial padrão do eletrodo de cobre e do calomelano saturado em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio são, respectivamente, 0,34 V e 0,24 V, o potencial do eletrodo de cobre em relação ao eletrodo de calomelano saturado será 0,10 V.
III. Os potenciais padrão de eletrodo não são valores absolutos de semicélulas, mas sim diferenças de potencial entre semicélulas.
IV. O catodo de uma célula galvânica torna-se o anodo quando essa célula passa a operar como célula eletrolítica, embora a redução sempre ocorra no catodo da célula e a oxidação sempre ocorra no anodo.
Assinale a opção que contém as afirmações CORRETAS.
Resolução comentada
Afirmações sobre células eletroquímicas.
I é falsa: E° = (RT/nF)·ln K e E° = −ΔG°/nF, então E° é proporcional ao logaritmo de K, não inversamente proporcional a K. II é verdadeira: 0,34 − 0,24 = 0,10 V. III é verdadeira: potenciais são relativos ao EPH. IV é verdadeira: ao inverter o sentido da operação, o eletrodo que era catodo passa a anodo, mas redução ocorre sempre no catodo e oxidação no anodo.
Análise das alternativas
As alternativas A, B e C incluem a I, que é falsa. A alternativa E omite a II, que é verdadeira. Resposta: D (II, III e IV).
Referência: Eletroquímica; potencial padrão
Resolução comentada do VaiConcursos.