ITA 2021 — Questão 57 · Química

Constantes Definições Pressão: 1 atm = 760 mmHg = $\mathrm{1,01325}\times {10}^5$ N⋅m⁻² = 1,01325 bar Energia: 1 J = 1 N⋅m = 1 kg⋅m²⋅s⁻² = $\mathrm{6,24}\times {10}^{18}$ eV Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0 °C e 1 atm Condições ambientes: 25 °C e 1 atm Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol⋅L⁻¹ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão. (s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias. u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em mol⋅L⁻¹ ln X = 2,3 log X EPH = eletrodo padrão de hidrogênio Massas molares 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 °C. 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 potencial da bateria no equilíbrio pode ser representado por E = 1,93 − 0,06pH + $\mathrm{0,06}\log \left(\left[{\mathrm{HSO}}_4^{-}\right]\right)$. III. Em condições padrão, a eletrólise da água sempre acontece. IV. Em pH ∼ 2, os potenciais 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 25 °C, está(ão) ERRADA(S) apenas a(s) afirmação(ões)