Questão 57 - 1ª Fase - ITA 2020

Considere uma bateria de fluxo de hidrogênio gasoso (${\mathrm{H}}_2$) e bromo líquido (${\mathrm{Br}}_2$) operando nas condições padrão. Durante a descarga, a bateria converte ${\mathrm{H}}_2$ e ${\mathrm{Br}}_2$ em ácido bromídrico (HBr). As reações de meia célula e os respectivos potenciais-padrão de eletrodo, a 298 K, são:

Anodo, ${\mathrm{H}}_2$ → $2{\mathrm{H}}^{+}$ + $2{\mathrm{e}}^{-}$ (Eº = 0 V)      Catodo, ${\mathrm{Br}}_2$ + $2{\mathrm{e}}^{-}$ → $2{\mathrm{Br}}^{-}$ (Eº = 1,087 V)

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

${\mathrm{O}}_2 + 4{\mathrm{e}}^{-} + 4{\mathrm{H}}^{+} \to 2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \mathrm{E}º = 1,229 \mathrm{V}$

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

${\mathrm{Br}}_2 + {\mathrm{Br}}^{-} \rightleftharpoons {\mathrm{Br}}_3^{-} {\mathrm{K}}_3 = 16,7 2{\mathrm{Br}}_2 + {\mathrm{Br}}^{-} \rightleftharpoons {\mathrm{Br} }_5^{-} {\mathrm{K}}_5 = 37,7$

Sejam feitas as seguintes afirmações a respeito dessa bateria:

1. O potencial da célula pode ser aproximado pela equação: ${\mathrm{E}}_{\mathrm{catodo}}$ − ${\mathrm{E}}_{\mathrm{anodo}}$ = 1,087 + 0,06 pH.
2. O solvente (água) é termodinamicamente estável somente a pH < 2,4.
3. Recarregar a bateria com um potencial catódico inferior a 1,229 V garante a estabilidade do solvente.
4. Durante a descarga da bateria, a concentração do HBr aumenta e podem formar complexos iônicos de ${\mathrm{Br}}_3^{-}$ e ${\mathrm{Br}}_5^{-}$.

Das afirmações acima, estão CORRETAS