ITA 2020: Considere uma bateria de fluxo de hidrogênio gasoso (H2) e bromo líquido (Br2) operando nas condições-padrão

ITA 2020: Considere uma bateria de fluxo de hidrogênio gasoso (H 2 ) e bromo líquido (Br 2 ) operando nas condições-padrão. Durante a descar...

ITA 2020: Considere uma bateria de fluxo de hidrogênio gasoso (H2) e bromo líquido (Br2) operando nas condições-padrão. Durante a descarga, a bateria converte H2 e Br2 em ácido bromídrico (HBr). As reações de meia célula e os respectivos potenciais-padrão de eletrodo, a 298 K, são:

Anodo, H2 → 2H⁺ + 2e⁻ (E⁰ = 0 V)
Catodo, Br2 + 2e⁻ → 2Br⁻ (E⁰ = 1,087 V)

A dissociação da água pode ser observada pelo efeito da seguinte semirreação:

O2 + 4e⁻ + 4H⁺ → 2H2O E⁰ = 1,229V

A formação de complexos iônicos de polibrometo ocorre segundo as reações e suas respectivas constantes de equilíbrio:

Sejam feitas as seguintes afirmações a respeito dessa bateria:

I. O potencial da célula pode ser aproximado pela equação:

Ecatodo – Eanodo = 1,087 + 0,06 pH.

II. O solvente (água) é termodinamicamente estável somente a pH < 2,4.

III. Recarregar a bateria com um potencial catódico inferior a 1,229 V garante a estabilidade do solvente.

IV. Durante a descarga da bateria, a concentração do HBr aumenta e podem formar complexos iônicos dee.

Das afirmações acima, estão CORRETAS

a) apenas I, II e IV.
b) apenas l e III.
c) apenas II e IV.
d) apenas III e IV.
e) todas.

QUESTÃO ANTERIOR:
- ITA 2020: Considere as afirmações a seguir

RESOLUÇÃO:
I) Correta.
Cálculo do potencial da célula (E):



Temos:



II) Correta.
Para que a água seja estável, ela não pode sofrer oxidação:



Para potencial menor que – 1,087V, a água não sofre oxidação.



III) Incorreta.
Recarregar a bateria com um potencial anódico inferior a 1,229V assegura a estabilidade da água (não sofre oxidação).

IV) Correta.
As constantes de equilíbrio K3 e K5 são maiores que 1, assegurando que a formação dos complexos iônicosesejam favorecidos. Como o fluxo de Br2 é constante, na descarga da bateria, a concentração de Br– aumenta favorecendo a formação dos complexos iônicos (e).

GABARITO:
a) apenas I, II e IV.

PRÓXIMA QUESTÃO:
- ITA 2020: A amônia, uma das principais matérias-primas da indústria de fertilizantes, é produzida em escala industrial pelo processo conhecido como Haber-Bosch.

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:
- Prova ITA 2020 com Gabarito e Resoluções