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Ficha de trabalho 1. Verifique, através da determinação dos números de oxidação, que as reações seguintes: A. Cu (s) + Cl2 (g) → CuCl2 (s) B. 2 Cu (s) + 2 HCl (l) → H2 (g) + 2 CuCl (aq) C. 4 CuCl2 (aq) + 2 H2O (l) → O2 (g) + 4 HCl (g) + 4 CuCl (aq) São reações de oxidação-redução. 2. O alumínio é um metal com aplicação na indústria de automóveis. O principal minério de alumínio tem a fórmula Al2O3.2H2O. Qual o número de oxidação do metal nesse composto. 3. A corrosão é um fenómeno que pode ser favorecido por diversos fatores. A que se deve a corrosão mais intensa que se verifica nos automóveis em localidades situadas à beira-mar? 4. Proceda ao acerto das seguintes reações de oxidação-redução que ocorrem em meio ácido: A.

MnO4 (aq) + H2O2 (aq) → Mn2+ (aq) + O2 (g)

B. NO3 (aq) + Cu (aq) → Cu2+ (aq) + NO (g) 5. Proceda ao acerto das seguintes reações de oxidação-redução que ocorrem em meio básico: A. Zn (s) + NO3 (aq) → Zn(OH ) 24 (aq) + NH3 (aq) B. H2O2 (aq) + Cr (OH ) 3 (s) → CrO42 (aq) 6. Adicionando ácido oxálico à ferrugem ocorre a reação: 3

Fe2O3 (s) + 6 H2C2O4 (aq) → 2 Fe(C2O4) 3 (aq) + 6 H+ (aq) + 3 H2O (l) a) Qual o impacto de tal adição? b) Esta reação será facilitada ou dificultada em meio ácido? 7. Um método até há pouco utilizado na determinação da taxa de alcoolemia em automobilistas baseava-se na oxidação do etanol a etanal pelo dicromato de potássio: Cr2 O72 (aq) + CH3CH2OH (aq) → Cr3+ (aq) + CH3CHO (aq) a) Determine os números de oxidação de C nos dois compostos. b) Justifique o facto de se tratar de uma oxidação. c) Escreva as equações das semi-reações e acerte a equação química. d) Sabendo que as soluções de Cr2 O72 têm cor laranja e os Cr3+ têm cor verde, explique como se pode verificar se o teste de alcoolemia dá potássio? 8. Observe o seguinte esquema de uma pilha que funciona segundo a reação: Cu2+ (aq) + Zn (s) → Cu (s) + Zn2+ (aq) a) Associe a e b aos locais onde ocorre a redução ou oxidação.


b) Associe a e b ao cátodo e ao ânodo. c) Indique a função da ponte salina numa pilha? 9. Esboce o diagrama de uma pilha que inclua: uma solução de nitrato de chumbo, uma solução de nitrato de ferro, um eléctrodo de chumbo e um eléctrodo de ferro. 10. As condições idênticas em que as reações de oxidação-redução verificadas em duas pilhas devem ser comparadas respeitam, designadas, à temperatura e, sobretudo, às concentrações das substâncias intervenientes. a) Que valores de concentrações devem ter as espécies intervenientes (reagentes e produtos). b) Nas condições de concentração unitária para as espécies em solução, como se designam as pilhas e a respetiva f.e.m.? 11. Observe o seguinte esquema de uma pilha. a) Identifique os componentes, marcados de A a D. b) Os potenciais padrão são definidos em relação a uma reação convencionada. Qual é essa origem? c) Em determinadas pilhas utiliza-se o eléctrodo de grafite. Qual é a sua função? 12. Considere as reações 1, 2 e 3, que seguidamente se indicam, e que são espontâneas e extensas nas condições padrão: 1. 2 Al(s) + 3 Fe2+ (aq) → 2 Al3+ (aq) + 3 Fe (s) 2. Zn (s) + Fe2+ (aq) → Zn2+ (aq) + Fe (s) 3. 2 Al (s) + 3 Zn2+ (aq) → 2 Al3+ (aq) + 3 Zn (s) Qual dos três metais, Al (s), Fe (s) e Zn (s), tem maior poder redutor? E menor? Justifique. 13. Preveja se um objecto de cobre se cobrirá significativamente de : a) Ferro, ao ser mergulhado numa solução com Fe2+; b) Crómio, ao ser mergulhado numa solução com Cr3+; c) Prata, ao ser mergulhado numa solução com Ag+. 14. Sabendo que o magnésio tem maior poder redutor que o chumbo, em que sentido prevê deslocar-se a composição do sistema Mg (s) + Pb2+ (aq) → Mg2+ (aq) + Pb (s) Quando as concentrações dos iões são 1 mol dm-3 e estão presentes os dois metais. 15. Considere a reação química abaixo representada, entre o ácido oxálico, H2C2O4 (aq), e o ião dicromato, Cr2 O72 (aq), em meio ácido, originando dióxido de carbono, CO2 (g), e ião crómio, Cr3+ (aq).


3 H2C2O4 (aq) + Cr2 O72 (aq) + 8 H+ (aq) → 6 CO2 (g) + 2 Cr3+ (aq) + 7 H2O (l) a) Com base na determinação dos números de oxidação do carbono e do crómio nos reagentes e nos produtos de reação, indique qual é a espécie oxidada. b) Mostre que a reação atrás indicada é espontânea e extensa no sentido direto, em condições padrão, baseando-se nos valores dos potenciais padrão de eléctrodo (potencial padrão de redução), E0. E0 (CO2/H2C2O4)= - 0,49 V

E0 (Cr2 O72 / Cr3+)=+1,33 V

16. Acidentalmente derramou-se ácido nítrico (em solução aquosa, 1 mol dm-3) numa peça de ouro. Será que o ácido reage com o ouro originando a espécie Au3+? 17. Numa pilha padrão com eléctrodo de platina (eléctrodo inertes), ocorre a reação traduzida por: Cu+ (aq) + Fe3+ (aq) → Cu2+ (aq) + Fe2+ (aq) a) Qual é o diagrama da pilha? b) Calcule o potencial padrão da pilha. 18. Pretende-se construir uma pilha padrão. A pilha deverá ter uma f.e.m. igual a -0,57 V e uma das reações de eléctrodo correspondente à redução de Pb2+. Recorra a uma tabela de potenciais padrão de redução para identificar a outra reação de eléctrodo. 19. A reação entre o ião permanganato, MnO4 (aq), e a água oxigenada, H2O2 (aq), em meio ácido, é frequente utilizada para preparar oxigénio, O2 (g), de acordo com a equação química (não acertada):

MnO4 (aq) + H2O2 (aq) → Mn2+ (aq) + O2 (g) a) Com base nos valores dos potenciais de redução padrão, mostre que esta reação é espontânea no sentido direto, nas condições padrão. b) Escreva, a equação da reação de redução devidamente acertada. E0 ( MnO4 /Mn2+)= + 1,51 V

E0 (O2/ H2O2)=+0,68 V

20. Determine o potencial da pilha esquematizada por: a) Cu|Cu2+||Ag+|Ag b) Ag|Ag+||Cu2+|Cu 21. Determine a f.e.m. de uma pilha descrita pelo diagrama: Pt| UO22 , U 4 , H+||Fe2+,Fe3+|Pt E0 ( UO22 / U 4 )= + 0,334 V

E0 (Fe3+/ Fe2+)=+0,771 V


22. Em meio ácido e em condições padrão, os iões nitrito, NO2 (aq), reagem extensamente com os iões dicromato, Cr2 O72 (aq), originando iões nitrato, NO3 (aq), e iões crómio, Cr3+ (aq), de acordo com a seguinte equação química (não acertada): NO2 (aq) + Cr2 O72 (aq) → NO3 (aq) + Cr3+ (aq)

Esta reação é uma reação de oxidação-redução. a) Indique, com base na variação dos números de oxidação do azoto e do crómio, qual é a espécie reduzida. b) Sabendo que a equação de uma das semi-reações é: Cr2 O72 (aq) + 14 H+ (aq) + 6 e- → 2 Cr3+ (aq) + 7 H2O (l) Escreva, devidamente acertada, a equação global que traduz a reação descrita. c) A expressão de ΔE0 para a reação é: ΔE0= E0 (Cr2 O72 / Cr3+) - E0 ( NO3 / NO2 ) Tendo em conta esta expressão, justifique a seguinte afirmação verdadeira: “O valor do potencial padrão de eléctrodo (potencial normal de redução) do par NO3 / NO2 é inferior a +1,33 V.” E0 (Cr2 O72 / Cr3+)= +1,33 V 23. A corrosão afeta a durabilidade de muitos metais. Dê dois exemplos de processos para proteger o ferro da corrosão, um de natureza física e um de natureza química. 24. A electrólise do cloreto de sódio fundido é o processo comum de obtenção de sódio metálico. a) A que temperatura deve funcionar a célula? b) O que se liberta no ânodo? O que se forma no cátodo? c) Que razões explicam que os metais alcalinos sejam extraídos por electrólise dos sais fundidos? 25. A electrólise da água permite obter hidrogénio, um combustível alternativo que poderá marcar a realidade energética do futuro. a) Escreva a equação química para a electrólise da água. b) Identifique as espécies oxidada e reduzida, verificando ainda a respectiva variação do número de oxidação. 26. Considere a electrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio. a) Que espécies existem em solução? b) Que espécies serão oxidadas no ânodo? c) Que gás se forma no cátodo?

Ficha de trabalho 12º  
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