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4142310 Ano: 2025
Disciplina: Química
Banca: ITA
Orgão: ITA
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Em um sistema experimental para geração eletroquímica de hidrogênio verde, uma célula eletroquímica foi montada com base em dois pares redox aquosos, ambos atuando em meio ácido, com o objetivo de estudar a viabilidade de reações redox acopladas com menor sobrepotencial. O diagrama da célula e os potenciais padrão de redução são mostrados abaixo:

 

\( Pt(s)/Fe^{2+}(aq), Fe^{3+}(aq)//H^{+}(aq), H_{2}(g)Pt(s) \)

 

\( E^{o}_{red}(H^{+}/H_{2}) = 0V \text{ e } E^{o}_{red}(Fe^{3+}/Fe^{2+}) = 0,77 V \)

 

A notação indica a disposição dos pares redox, considerando a convenção: esquerda = ânodo, direita = cátodo. Considere que o sistema foi operado sob condições padrão (25 ºC, 1 atm, todas as concentrações 1 mol L-1). Analise as seguintes afirmativas e responda abaixo:

 

I. A reação catódica, tal como representada, é consistente com a geração de gás hidrogênio, o que é desejável para o conceito de hidrogênio verde.

 

II. A reação anódica corresponde à oxidação de Fe2+ para Fe3+, com liberação de elétrons.

 

III. O eletrodo de platina participa quimicamente formando hidretos metálicos, intermediários essenciais para o mecanismo da célula.

 

IV. O fluxo espontâneo de elétrons nesta célula ocorreria do eletrodo onde se encontra o par Fe2+/Fe3+ para o eletrodo H+/H2.

 

V. A célula, como representada, é espontânea sob condições padrão, pois o potencial de redução de H+/H2 é maior que o do par Fe2+/Fe3+.

 

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