Questões sobre Transformações Químicas e Energia

Em uma aula experimental de eletroquímica, um professor de Ciências montou uma célula galvânica utilizando eletrodos de cobre e prata imersos em soluções de seus respectivos sulfatos. Para otimizar a eficiência da célula, ele decidiu adicionar uma ponte salina, contendo uma solução saturada de nitrato de potássio (KNO₃), a fim de que esse composto

O potencial de uma célula galvânica mede a força eletromotriz (fem) em volts da célula. A relação do potencial da célula com as concentrações de produtos e reagentes de uma reação de oxirredução pode ser verificada a partir da Equação de Nernst, apresentada abaixo:

Onde:

E = potencial da célula;
E⁰ = potencial da célula nas condições padrão;
R = constante ideal dos gases;
T = Temperatura absoluta;
n = número de elétrons transferidos na reação;
F = constante de Faraday;
Q = Quociente de reação.

Em relação às aplicações da equação de Nernst, analise as assertivas:

I - Pode-se calcular o potencial da célula nas condições padrão, igualando o quociente de reação à constante de equilíbrio da reação.
II - O potencial da célula galvânica antes de atingir o equilíbrio é sempre positivo.
III - A condição de equilíbrio é alcançada quando o quociente da reação se torna igual a 1, pois o logaritmo natural de 1 é igual a 0, fazendo com que o potencial da célula se torne igual ao potencial padrão.

Considerando as assertivas, indique as proposições CORRETAS:

A eletroquímica envolve processos de oxidação e redução, tendo aplicações em diferentes áreas da ciência e da tecnologia. Sobre os conceitos de eletroquímica, analise as assertivas abaixo:

I. Em uma célula galvânica, a reação química ocorre de forma espontânea, convertendo energia química em energia elétrica.
II. O ânodo é o eletrodo onde ocorre a oxidação, independentemente de a célula ser galvânica ou eletrolítica.
III. Em uma célula eletrolítica, a corrente elétrica externa é utilizada para forçar uma reação química não espontânea.
IV. Na eletrólise da água, a decomposição da molécula ocorre devido à passagem de corrente elétrica, formando gás oxigênio e gás hidrogênio.
V. O fluxo de elétrons em um circuito externo ocorre do cátodo para o ânodo, pois os elétrons se movem espontaneamente para regiões de menor potencial elétrico.

Quais estão corretas?  

A reação de decomposição do carbonato de cálcio em óxido de cálcio e dióxido de carbono é um processo endotérmico, conforme representado pela equação termoquímica abaixo: 

CaCO₃ (s) → CaO (s) +CO₂ (g) ΔH=+178kJ/mol 

Com base nessa reação e nos conceitos de termoquímica, analise as assertivas abaixo:

I. Como a reação é endotérmica, a energia dos produtos é maior do que a energia dos reagentes.
II. Se 2 moles de carbonato de cálcio forem decompostos, a energia absorvida será de 356 kJ.
III. A decomposição do carbonato de cálcio será favorecida a baixas temperaturas, segundo o princípio de Le Chatelier.
IV. Se essa reação ocorresse no sentido inverso, o ΔH seria -178kJ, caracterizando uma reação exotérmica.

Quais estão corretas?

A galvanização é um processo eletrolítico em que o metal a ser protegido é recoberto totalmente por outro metal. Um exemplo disto, visto em muitas residências, é a proteção das grades de ferro com zinco. Durante este processo, a grade é o cátodo e o zinco (Zn⁰ ⇄ Zn⁺² + 2e^- ) atua como ânodo.
Dados: Zn (65 g.mol^-1 ) e 1mol de elétrons equivale a 96.500 Coulombs.
No processo de galvanização, ao passar uma corrente elétrica de 1,0 A, durante 16min e 5s, depositam-se na grade: