Físico-Química ⇒ Vunesp eletroquímica Tópico resolvido

[Lars]

Observe o esquema de uma célula de combustível de hidrazina monoidratada/oxigênio do ar em funciona- mento, conectada a um circuito elétrico externo. No compartimento representado no lado esquerdo do esquema, é introduzido apenas o reagente N2H4.H2O obtendo-se os produtos N2 (g) e H2O (l􏰀) em sua saída.
No compartimento representado no lado direito do esquema, são introduzidos os reagentes O2 (g) e H2O (l􏰀), sendo H2O (􏰀l) consumido apenas parcialmente na semirreação, e seu excesso liberado inalterado na saída do compartimento.
Escreva a equação química balanceada que representa a reação global que ocorre durante o funcionamento dessa célula de combustível e indique os estados de oxidação, nos reagentes e nos produtos, do elemento que é oxidado nesse processo.
Só peço pfvr pra explicar passo a passo com paciência.
Obg

[Planck]

Olá, Lars.

Pela figura, no compartimento da esquerda está acontecendo a oxidação, enquanto no compartimento da direita está acontecendo a redução. Isso pode ser percebido pelo fluxo de elétrons ou pela mudança de NOX no nitrogênio. Desse modo, podemos escrever as seguintes semi-reações:

[tex3]\begin{cases}\mathrm{Cátodo~ (+) : O_{2(g)} +2H_2O_{(\ell)} +4 e^- \longrightarrow 4OH^-_{(aq)}}
\\
\\
\mathrm{Ânodo~ (-) : N_2H4 \cdot H_2O_{(\ell)} \longrightarrow N_{2(g)}+H_2O_{(\ell)}+4H^{+}_{(aq)}+4e^-}
\\
\end{cases}

\\‎
\rule{12 cm}{0.4 pt}
\\‎
\mathrm{N_2H_4 \cdot H_2 O_{(\ell)} +2O_{2(g)} + H_2O_{(\ell)} \longrightarrow N_{2(g)}+\overbrace{4H^+_{(aq)}+4OH^{-}_{(aq)}}^{4H_2O_{(\ell)}}}
\\‎ \\‎
\mathrm{N_2H_4 \cdot H_2 O_{(\ell)} +2O_{2(g)} \longrightarrow N_{2(g)}+ 3 H_2O_{(\ell)}}


[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\begin{cases}\mathrm{Cátodo~ (+) : O_{2(g)} +2H_2O_{(\ell)} +4 e^- \longrightarrow 4OH^-_{(aq)}}
\\
\\
\mathrm{Ânodo~ (-) : N_2H4 \cdot H_2O_{(\ell)} \longrightarrow N_{2(g)}+H_2O_{(\ell)}+4H^{+}_{(aq)}+4e^-}
\\
\end{cases}

\\‎
\rule{12 cm}{0.4 pt}
\\‎
\mathrm{N_2H_4 \cdot H_2 O_{(\ell)} +2O_{2(g)} + H_2O_{(\ell)} \longrightarrow N_{2(g)}+\overbrace{4H^+_{(aq)}+4OH^{-}_{(aq)}}^{4H_2O_{(\ell)}}}
\\‎ \\‎
\mathrm{N_2H_4 \cdot H_2 O_{(\ell)} +2O_{2(g)} \longrightarrow N_{2(g)}+ 3 H_2O_{(\ell)}}


[/tex3]

O elemento que é oxidado no processo é o nitrogênio, com NOX variando de [tex3]-2[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]-2[/tex3]

(nos reagentes) para [tex3]0[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]0[/tex3]

(nos produtos).

[MateusQqMD]

Fui tentar arrumar a imagem do tópico e surgiu um erro quando tentei concluir a edição.

A figura presente no enunciado do problema é a seguinte:

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