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1. Dada a pilha, a 25 °C, Pb(s)ô Pb²⁺(1M)ô ô Ag⁺(1M)ô Ag(s), na qual a ponte salina é uma solução de nitrato de amónio concentrado (NH₄NO₃), e sabendo que E°(Ag⁺/Ag)=0.799 V e  E°(Pb²⁺/Pb) =   - 0.126 V:

1. Escrever a equação da reacção que ocorre na pilha.
2. Qual dos eléctrodos é positivo?
3. Qual dos iões, NH₄+ ou NO₃^-, flui na ponte salina para o compartimento do Pb.
4. Qual a força electromotriz da pilha?
5. Qual seria a f.e.m. se [ Ag^+] = 0.001 M e [ Pb^2+] = 0.01 M

   

2. Qual a f.e.m. de uma pilha galvânica constituída por um eléctrodo de Cd mergulhado numa solução 1 M de Cd²⁺ e um eléctrodo de Cr mergulhado numa solução 1 M de Cr³⁺?

3. Preveja se a reacção seguinte ocorreria espontaneamente a 298 K, tendo em conta que [ Co^2+] = 0.15 M e [ Fe^2+] = 0.68 M.

Co(s) + Fe²⁺(aq) à Co²⁺(aq) + Fe(s)

4. Consultando a tabela de potenciais de redução padrão diga, em cada par, qual é o melhor agente oxidante: a) Br₂ ou Au³⁺ ; b) H₂ ou Ag⁺ ; c) Cd²⁺ ou Cr³⁺

5. Tendo em conta o seguinte diagrama de pilha:

Sn(s) ç Sn2+(aq; 0.15 M) ç ç Ag+(aq; 1.7 M) ç Ag(s)

a. Calcule a tensão produzida a 25 ºC pela pilha

b. Calcule a constante de equilíbrio da reacção em jogo para a mesma temperatura

6. A f.e.m. da pilha Zn-H⁺ é de 0.45 V, à temperatura de 25 ºC, quando a concentração em iões Zn²⁺ é 1.0 M e a pressão de hidrogénio 1 atm. Determinar a concentração de iões H⁺ e o pH da respectiva solução.

7. Uma bateria de Níquel – Cádmio utiliza, durante a descarga, Cádmio e óxido de níquel como reagentes e produz hidróxido de níquel, Ni(OH)₂, e hidróxido de cádmio, Cd(OH)₂.

a) Acerte a equação iónica da bateria em meio alcalino: Cd + NiO⁺ à Ni²⁺ + Cd²⁺

b) Sabendo que o potencial padrão da bateria é Eº = 1.30 V calcule o potencial de redução da reacção que ocorre no cátodo (consultar a tabela de potenciais de redução padrão)

c) Sabendo que a bateria se encontra completamente carregada, e que a massa inicial de NiOOH (reagente limitante) é 800 g, calcular a capacidade específica da bateria (em Ah/kg)

8. Considere a pilha de combustível hidrogénio/oxigénio.

a) Qual o volume de hidrogénio, armazenado à temperatura de 25 °C e pressão de 155 atm necessário para fazer funcionar durante 3 horas um motor eléctrico que consome uma corrente de 8.5 A.

b) Qual o volume de ar a 25 °C e 1 atm que terá de passar por minuto na pilha para fazer funcionar o motor. A percentagem de O₂ no ar é de aprox. 20%.

9. Qual é o potencial padrão e a reacção global da pilha constituída pelas semi-células Ag(s), Ag⁺(aq) e Fe(s), Fe²⁺(aq). Desenhar o diagrama da pilha e indicar a direcção do fluxo de eléctrões.

10. A reacção no cátodo da pilha de Leclanché é:

2 NH₄⁺(aq) + 2 MnO₂(s) + 2 e^{- à} Mn₂O₃(s) + 2 NH₃(aq) + H₂O(l)

Se a pilha produzir uma corrente de 0.005 A, calcular o nº de horas que este fornecimento de corrente durará se existirem inicialmente 4 g de MnO₂ na pilha.

11. Uma pilha de alumínio / ar alcalina, produz corrente eléctrica através da seguinte reacção global:

Al(s) + O₂(g) + H₂O(l) à Al(OH)₃ (s)

a) Identifique as reacções que ocorrem nos eléctrodos, ânodo e cátodo e o sentido da corrente

b) Determine o potencial da pilha em condições padrão.

c) Sabendo que se gastaram 54 g de Al durante 15 horas (tempo de descarga) e que durante este período a tensão se manteve aproximadamente em 2 V, calcule a potência e capacidade da pilha.