(ITA - 2021 - 1 Fase)Sejam dadas as reaes no equil

(ITA - 2021 - 1ª Fase)

Sejam dadas as reações no equilíbrio envolvidas nos processos de carga e descarga de uma bateria chumbo-ácido e seus respectivos potenciais padrão de eletrodo versus EPH (Eº) ou constantes de dissociação ácidas (K_a), todos a 25 ºC

Semirreações principais:	Eº(V)
i. PbSO4(s) + 2e- ⇌ Pb(s) + SO42-(aq)	-0,36
ii. PbSO4(s) + H+(aq) + 2e- ⇌ Pb(s) + HSO4-(aq)	-0,30
iii. PbO2(s) + HSO4-(aq) + 3H+(aq) + 2e- ⇌ PbSO4(s) + H2O(l)	1,63
iv. PbO2(s) + SO42-(aq) + 4H+(aq) + 2e- ⇌ PbSO4(s) + 2H2O(l)	1,69
Semirreações secundárias:
v.  2H+(aq) + 2e- ⇌ H2(g)	0,00
vi. O2(g) + 4H+(aq) + 4e- ⇌ 2H2O(l)	1,23
Reações de equilíbrio ácido-base:	Ka
vii. H2SO4(aq) ⇌ H+(aq) + HSO4-(aq)	grande
viii. HSO4-(aq) ⇌ H+(aq) + SO42-(aq)	1x10-2

                                                                                                               

Sabe-se que a bateria converte Pb e PbO₂ em PbSO₄ na descarga e que, em condições normais o pH da solução eletrolítica é menor que 1.

A respeito dessa bateria, foram feitas as seguintes afirmações:

I. Em condições normais, durante a descarga, a semirreação principal que ocorre no ânodo é a i e, no cátodo, é a iv.

II. Em condições normais, o pontencial da bateria no equilíbrio pode ser representado por E = 1,93 - 0,06pH + 0,06log[HSO₄^-].

III. Em condições padrão, a eletrólise da água sempre acontece.

IV. Em pH ~ 2, os pontenciais das semirreações secundárias igualam-se aos potenciais das semirreações principais do ânodo e do cátodo, respectivamente, portanto a eletrólise da água não ocorre quando o eletrólito tem pH > 2.

Considerando apenas argumentos baseados no equilíbrio termodinâmico a 25ºC, está ERRADA(S) apenas a(s) afirmação(ões)

 

Dados:

Constante de Faraday (F): 9,65 × 10⁴ C⋅mol⁻¹ = 9,65 × 10⁴ A⋅s⋅mol⁻¹ = 9,65 × 10⁴ J⋅V⁻¹⋅mol⁻¹

Constante dos gases (R): 8,21 × 10⁻² atm⋅L⋅K⁻¹ ⋅mol⁻¹ = 8,31 J⋅K⁻¹⋅mol⁻¹ = 1,98 cal⋅K⁻¹⋅mol⁻¹