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 (E°) ou constantes de dissociação ácidas (Ka), todos a 25 °C.
Semirreações principais: Eº (V)
i. PbSO4(s) + 2e- ⇌ Pb(s) + SO2-4 (aq) -0,36
ii. PbSO4(s) + H+(aq) + 2e- ⇌ Pb(s) + HSO-4 (aq) -0,30
iii. PbO2(s) + HSO-4 (aq) + 3H+ (aq) + 2e- = PbSO4(s) + 2H2O(l) 1,63
iv. PbO2(s) + SO2-4(aq) + 4H+ (aq) + 2e- = PbSO4(s) + 2H2O(l) 1,69
Semirreações secundárias:
v. 2H+(aq) +2e-
⇌ H2(g) 0,00
viii. O2(g) + 4H+(aq) + 4e- ⇌ 2H2O(l) 1,23
Reações de equilíbrio ácido-base:
vii. H2SO4(aq) ⇌ H+(aq) + HSO-4 (aq) grande
viii. HSO-4(aq) ⇌ H+(aq) + SO2-4 (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 potencial da bateria no equilíbrio pode ser representado por E = 1,93 - 0,06pH + 0,06log|[HSO-4].
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)
