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Exercícios sobre Baterias de Chumbo

Nas baterias de chumbo usadas em automóveis, o ânodo é feito de chumbo, e o cátodo, de óxido de chumbo IV, ambos mergulhados em uma solução de ácido sulfúrico.


Por Jennifer Rocha Vargas Fogaça
  • Questão 1

    Na bateria de um automóvel, ocorre a seguinte reação de descarga:

    Pb(s) + PbO2(s) + 4 H+ (aq) + 2 SO42-(aq) ↔ 2 PbSO4(s) + 2 H2O(ℓ)

    Dê a razão pela qual a densidade da solução diminui:

    1. A densidade diminui porque não há íons dissolvidos depois da descarga.

    2. A densidade diminui porque o chumbo é bastante denso e ele é consumido.

    3. A densidade diminui porque há a diminuição de ácido sulfúrico e aumento de água.

    4. A densidade diminui porque há a diminuição de óxido de chumbo IV e aumento de sulfato de chumbo.

    5. A densidade diminui porque há aumento da solução de ácido sulfúrico.

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  • Questão 2

    Sabendo que uma bateria de automóvel é constituída de seis pilhas ligadas em série, qual é a voltagem que essa bateria produz?

    São dadas as semirreações no ânodo e no cátodo:

     Ânodo: Pb(s) + SO42-(aq) →  PbSO4(s) + 2e- E0 = + 0,35 V
    Cátodo: PbO2(s) + 4 H+(aq) + + SO42-(aq)  + 2e- → PbSO4(s) + 2 H2O(ℓ) E0 = + 1,68 V
     

    1. 2,03 V

    2. 12 V

    3. 1,33 V

    4. 6 V

    1. 0,58 V

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  • Questão 3

    (Unb-DF) A bateria de automóveis possui dois tipos de eletrodos (de PbO e de Pb0), mantidos em solução aquosa de ácido sulfúrico, H2SO4(aq).A equação correspondente à reação envolvida na geração de energia é:

    PbO2 + Pb0 + 2 H2SO4 → 2 PbSO4 + 2 H2O

    Julgue os itens:

    1. Nos eletrodos de PbO2 ocorre oxidação.
    2. O elemento chumbo sofre oxidação nos eletrodos de Pb0 e redução nos eletrodos de PbO2.
    3. O estado de oxidação do chumbo no PbO2 é +4.
    4. Nos eletrodos de Pb0 há perda de elétrons.

     

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  • Questão 4

    (UFMG) Uma bateria de automóvel é constituída de uma sequência de células em que ocorre a reação (Dado: E0 = 2 V):

    Numa bateria nova, a solução de H2SO4 tem densidade de 1,3 g/mL. Com relação a esse sistema, estão certas as afirmações a seguir, exceto:

    1. A fase líquida da bateria é corrosiva.

    2. Durante a carga, o PbSO4 é, simultaneamente, agente oxidante e redutor.

    3. Durante a descarga, a densidade do eletrólito diminui.

    4. Durante a descarga, o ânodo de uma célula é constituído de PbO2.

    1. Durante a descarga, a voltagem da bateria diminui.

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Respostas


  • Resposta Questão 1

    Alternativa “c”.

    A densidade do ácido sulfúrico ajuda a identificar se a bateria está descarregada. Visto que sua densidade é 1,28g/cm3, se esse valor estiver abaixo de 1,20 g/cm3, significa que o ácido sulfúrico foi consumido e a bateria está descarregada.

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  • Resposta Questão 2

    Alternativa “b”.

    ΔE0 = E0oxi + E0red
    ΔE0 = 0,35 + 1,68
    ΔE0 = 2,03 V

    Esse valor corresponde à voltagem de uma só pilha. Como são seis, a voltagem da bateria será aproximadamente 12 V.

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  • Resposta Questão 3

    1. Falso. Conforme mostra a semirreação abaixo, nos eletrodos de PbO2(s), ocorre redução, pois o cátion chumbo IV, Pb4+, ganha dois elétrons, formando o cátion chumbo II, Pb2+.

    Cátodo: PbO2 + HSO41-+ 3H3O1+ + 2e-↔ PbSO4 + 5 H2O

    1. V.

    2. V.

    3. V.

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  • Resposta Questão 4

    Alternativa “d”.

    Durante a descarga, o ânodo são as placas de chumbo (Pb):

    Ânodo: Pb +HSO41-+ H2O ↔  PbSO4 + H3O1+ + 2e-

    O cátodo que é constituído de PbO2:

    Cátodo: PbO2 + HSO41-+ 3H3O1+ + 2e-↔ PbSO4 + 5 H2O

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