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Questão 82150

IME

(IME - 2023/2024)

Durante um experimento em laboratório, o pesquisador verificou a necessidade de uma fonte de energia com capacidade de fornecer uma f.e.m. em corrente contínua com valor entre 2,0 e 2,5 volts. Para atender a essa demanda, decidiu montar uma pilha eletroquímica, tendo disponíveis ácido sulfúrico, estanho, magnésio e níquel, e utilizou um circuito sempre fechado em que não se aplica o Princípio de Le Chatelier.

Potenciais-padrão de redução com base no eletrodo padrão de hidrogênio:

Com base nas informações acima, pede-se:

a) identificar os elementos que o pesquisador deve selecionar para compor a pilha;

b) mostrar que a f.e.m. da pilha selecionada atende à necessidade do experimento;

c) escrever as semirreações e a reação global para a pilha selecionada.

Gabarito:

Resolução:

Para selecionar quais materiais devem compor a pilha, basta analisar a f. e. m. fornecida por cada par, por meio da equação

$Delta E= E^o_{catodo}-E^o_{anodo}$

a) Sendo assim, os pares Mg⁺² e Sn⁺⁴ (fonece 2,5V) e Mg⁺² e Ni⁺² (fornece 2,12V) atendem ao requerido pelo pesquisador, mas, como o valor deve estar entre 2,0V e 2,5V, a pilha deve ser formada pelo segundo par.

b) Conforme dito anteriormente, é possível calcular a f. e. m. a partir da equação descrita, dessa forma,

$Delta E= E^o_{Ni^{+2}/Ni}-E^o_{Mg^{+2}/Mg} = -0,25-(-2,37)=+2,12V$

c) As semirreações estão descritas abaixo

Oxidação:

$Mg^0 ightarrow Mg^{+2} + 2e^-$ , Eº = -0,25V

Redução:

$Ni^{+2}+2e^- ightarrow Ni^0$ , Eº = -2,37V

Somando as duas reações, encontra-se a reação global.

$Ni^{+2}+Mg^0 ightarrow Ni^0 + Mg^{+2}$ , Eº = 2,12V

Questão 992

IME

(IME 2007)

O gráfico acima apresenta a velocidade de um objeto em função do tempo. A aceleração média do objeto no intervalo de tempo de 0 a 4t é:

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Questão 993

IME

(IME 2007) Um cubo de material homogêneo, de lado L = 0,4 m e massa M = 40 kg, está preso à extremidade superior de uma mola, cuja outra extremidade está fixada no fundo de um recipiente vazio. O peso do cubo provoca na mola uma deformação de 20 cm. Coloca-se água no recipiente até que o cubo fique com a metade de seu volume submerso. Se a massa específica da água é , a deformação da mola passa a ser:

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Questão 994

IME

(IME 2007) Uma nave em órbita circular em torno da Terra usa seus motores para assumir uma nova órbita circular a uma distância menor da superfície do planeta. Considerando desprezível a variação da massa do foguete, na nova órbita:

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Questão 995

IME

(IME 2007) Um gás ideal sofre uma expansão isotérmica, seguida de uma compressão adiabática. A variação total da energia interna do gás poderá ser nula se, dentre as opções abaixo, a transformação seguinte for uma:

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