Questão 813

ITA 2014

Química

(ITA - 2014 - 1ª Fase)

Considere uma célula a combustível alcalina (hidrogênio-oxigênio) sobre a qual são feitas as seguintes afirmações:

I. Sob condição de consumo de carga elétrica, a voltagem efetiva de serviço desse dispositivo eletroquímico é menor que a força eletromotriz da célula.

II. O combustível (hidrogênio gasoso) é injetado no compartimento do anodo e um fluxo de oxigênio gasoso alimenta o catodo dessa célula eletroquímica.

III. Sendo o potencial padrão dessa célula galvânica igual a 1,229 V_EPH (volt na escala padrão do hidrogênio), a variação de energia livre de Gibbs padrão (ΔG°) da reação global do sistema redox atuante é igual a -237,2 kJ ∙ mol^-1.

Das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S) apenas

I, II e III.

I e III.

II.

II e III.

Gabarito:

I, II e III.

Resolução:

I. Correto. Sob condição de consumo de carga elétrica, a voltagem efetiva de serviço desse dispositivo eletroquímico é menor que a força eletromotriz da célula.
U = F_em - R x i

II. Correto. O combustível (hidrogênio gasoso) é injetado no compartimento do anodo e um fluxo de oxigênio gasoso alimenta o catodo dessa célula eletroquímica.

$egin{matrix} hat{a}nodo&H_{2(g)}+2OH^{-}_{(aq)} ightarrow 2H_2O_{(l)}+2e^{-}\cacute{a}todo&frac{1}{2}O_{2(g)}+H_2O_{(l)}+2e^{-} ightarrow 2OH^{-}_{(aq)} end{matrix}$

III. Correto. Sendo o potencial padrão dessa célula galvânica igual a 1,229 V_EPH (volt na escala padrão do hidrogênio), a variação de energia livre de Gibbs padrão (ΔG°) da reação global do sistema redox atuante é igual a -237,2 kJ ∙ mol^-1.
$Delta G^{circ}$ = -237,2 kJ ∙ mol^-1 (variação da energia livre de Gibbs padrão)
F = 96.500 C
n = 2 (núero de mols de elétrons)
E_EPH = 1,229 V