Eletroquímica

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Em 1836, John Frederic Daniell conseguiu melhorar a eficiência das pilhas úmidas, com uma versão chamada de pilha de Daniell, por meio da qual ocorre o processo químico de oxirredução, em que há um fluxo de elétrons que surge entre os terminais da pilha (zinco e cobre), nos quais um metal (eletrodo) se oxida e perde elétrons e o outro reduz, ganhando elétrons.
Assim, com base no processo de oxirredução e na análise do esquema acima, qual afirmativa está correta?

• A) o zinco (cátodo) é o que sofre redução, perdendo elétrons.

• B) o cobre (cátodo) é o que sofre redução, perdendo elétrons.

• C) o zinco (ânodo) é o que sofre redução, ganhando elétrons.

• D) o cobre (ânodo) é o que sofre oxidação, ganhando elétrons.

• E) o zinco (ânodo) é o que sofre oxidação, perdendo elétrons.

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Existem condições para que haja uma transformação química, entre elas está a reatividade dos elementos químicos, sendo a capacidade dos átomos de uma substância química de reagir com outros átomos ou moléculas para formar novas substâncias. A reatividade depende das características da camada de valência dos átomos, que é a camada mais externa que contém elétrons, sendo influenciada pela eletronegatividade, tamanho e carga dos átomos, camadas de valência completa ou incompleta. Por experimentos, foi determinada uma Fila de Reatividade dos metais e ametais. Assim, os metais possuem a tendência de ceder elétrons, ou seja, se oxidar, sendo algo diretamente proporcional a sua reatividade, além de estar ligado à sua energia de ionização, propriedade na qual metais mais reativos reagem com substâncias cujos cátions são menos reativos. Segue abaixo o esquema que representa parte da fila de reatividade:
Considerando a fila de reatividade, analise e indique, dentro dos materiais abaixo, qual acabaria reagindo mais com uma solução de MgSO4 (sulfato de magnésio) a ser armazenada.

• A) Ag(s).

• B) K(s).

• C) Au(s).

• D) Cu(s).

• E) Hg(s).

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Analise as semirreações e potenciais elétricos de redução e a reação global que ocorrem na pilha de cobre e zinco:
Considerando o processo de oxirredução e de como é o fluxo de elétrons, é possível dizer que:

• A) o cobre sofre oxidação, é o cátodo da pilha e cede elétrons.

• B) o cobre sofre redução, é agente oxidante e recebe elétrons.

• C) o zinco sofre redução, é o ânodo da pilha, e recebe elétrons.

• D) o cobre sofre redução, é agente redutor e é o ânodo da pilha.

• E) o zinco é o cátodo da pilha, é agente oxidante e cede elétrons.

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Há conversão de energia química em energia elétrica em dispositivos eletroquímicos como pilhas e baterias. Esses dispositivos têm diferenças importantes entre si, como a composição química; também as pilhas são dispositivos eletroquímicos constituídos por um eletrólito e dois eletrodos (células primárias), enquanto as baterias são formadas por pilhas ligadas em série ou paralelo (células secundárias). Uma diversidade de dispositivos eletrônicos se beneficia do uso desses mecanismos para fornecer energia, incluindo relógios, controles remotos, brinquedos, telefones celulares e laptops.
Dessa forma, avalie as afirmações a seguir:
I) As pilhas são constituídas por um único eletrodo.
II) As baterias podem durar por várias recargas antes de sua capacidade diminuir.
III) Pilhas e baterias são compostas por elementos químicos e suas composições não variam de acordo com o tipo específico.
IV) Baterias podem ser recarregadas reversivelmente por meio de uma fonte de energia externa.
Sobre as afirmativas acima, é possível dizer que:

• A) II e IV estão corretas.

• B) III e IV estão corretas.

• C) I,II e III estão corretas.

• D) I, II e IV estão corretas.

• E) II, III e IV estão corretas.

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A eletrólise é um processo não espontâneo, havendo então a passagem de concorrente elétrica por um sistema líquido, com íons, gerando reações químicas. Assim, a técnica da galvanoplastia é realizada através da eletrólise em meio aquoso. Nesse tratamento, há depósito de um metal sobre uma superfície condutora, cujo objetivo é melhorar propriedades físicas e estéticas da superfície. Há vários tipos de galvanoplastia, dentre elas, a zincagem, conforme consta na imagem a seguir:Com base na análise da imagem acima, é possível afirmar que:

• A) Há bolhas no cátodo porque está oxidando.

• B) O metal zinco mudou de cor porque ganhou elétrons.

• C) O metal zinco sofre eletrólise espontânea nessa imagem.

• D) A peça galvanizada, sendo cátodo, foi recoberta com o metal zinco.

• E) O cátodo perdeu material sendo peça galvanizada, juntamente com o metal zinco.

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Pelos avanços da tecnologia, há um incentivo na compra de dispositivos mais atualizados, aumentando o descarte dos modelos que são considerados ultrapassados, chamados então de resíduos de equipamento eletroeletrônico (REEE), E-lixo, lixo eletrônico, sendo os produtos ou eletrônicos que estão estragados, quebrados ou que não estão mais sendo utilizados. Por conter materiais tóxicos, com o descarte incorreto desse lixo, pode haver a contaminação do solo e da água. Esses dispositivos eletrônicos também causam a extração de recursos naturais para a fabricação dos mesmos, pois há componentes valiosos que podem ser reutilizados ou reciclados. Para diminuição desses impactos ambientais e otimização dos recursos, há a logística reversa, em prol da sustentabilidade, que gerencia e controla o fluxo de produtos do consumidor final até o ponto de origem, com os objetivos de recuperação, reciclagem, reutilização ou descarte adequado. Como exemplo, há o processo de reciclagem de pilhas e baterias, cujas operações estão dispostas no fluxograma abaixo: Considerando a reciclagem de pilhas e baterias e as etapas no fluxograma acima, é possível afirmar que:

• A) após o processo químico, há a obtenção de zinco.

• B) após o processo térmico, há a recuperação de sais e óxidos metálicos.

• C) após a triagem, o material vai direto para o processo térmico para separação do zinco.

• D) após o processo de separação, o material segue para o processo químico para separação do zinco que servirá na produção de pilhas e baterias.

• E) após o processo químico há a recuperação de sais e óxidos metálicos a serem usados como matéria-prima para corantes e pigmentos.