Os quatro frascos apresentados a seguir contêm soluções salinas de mesma concentração molar, a 25 °C. Em cada frasco, encontra-se uma placa metálica mergulhada na solução.
Frasco I: placa de alumínio dentro de uma solução de ZnSO4.
Frasco II: placa de ferro dentro de uma solução de CuSO4.
Frasco III: placa de estanho dentro de uma solução de FeSO4.
Frasco IV: placa de ferro dentro de uma solução de ZnSO4.
Eº de reduçao:
Al: -1,68
Zn: -0,76
Fe: -0,44
Sn: -0,14
Cu:+0,34
a) Identifique o(s) frasco(s) em que ocorre reação química espontânea e escreva a(s) respectiva(s) equação(ões) redox.
b) Qual dos pares de pilha formados no item anterior será capaz de acender um led de 3,5 V, considerando uma associação em série de quatro pilhas.
Soluções para a tarefa
Resposta:
a) O frasco que ocorre a reação espontaneamente é o II.
Para verificarmos se uma reação de oxirredução ocorre espontaneamente devemos calcular o ΔEº da reação (força eletromotriz):
ΔEº = Eºoxi + Eºred ⇒ Maior que zero, a reação é espontânea
No frasco II, temos o ferro no estado sólido imerso na solução de sulfato de cobre, ocorrendo:
Oxidação: → (Eºoxi: 0,44 V)
Redução: → (Eºred: 0,34 V)
Reação: →
Portanto, ΔEº = 0,44 + 0,34 = 0,78 V (reação espontânea).
b) A concentração da solução do frasco I é de 161,5 g/L.
Segundo o enunciado, todos os frascos possuem a mesma concentração molar, portanto, o mesmo número de moles em mesmo volume de solução final.
O frasco III que contém sulfato de ferro possui uma massa de 304 g do mesmo em 2 litros de solução. Como a massa molar do sulfato de ferro é 152 g/mol, temos que:
304 g ÷ 152 g/mol = 2 moles de sulfato de ferro
Assim, o frasco I também terá 2 moles de sulfato de zinco, cuja massa molar é de 161,5 g/mol. Assim, sua concentração será:
C = (2 mol x 161,5 g/mol) ÷ 2 L = 161,5 g/L
Explicação: