Bateria de níquel-hidreto metálico

(UFPE) Uma bateria de telefone celular muito comum é a bateria de níquel-hidreto metálico. Nesta bateria, a reação global, escrita no sentido de descarga, é:

Onde M é um metal capaz de se ligar ao hidrogênio e formar um hidreto metálico (MH). A partir desta equação química, podemos afirmar que [são corretos os itens]:
0. o estado de oxidação do hidrogênio em MH é +1.
1. o NiOOH é o cátodo da célula.
2. o estado de oxidação do níquel em  é +2.
3. para cada mol de  produzido, 2 mols de elétrons são transferidos do ânodo para o cátodo.
4. o agente redutor nesta reação é o hidreto metálico.

Gabarito:

Spoiler:

M^+ ---> M^0
Ni^(3+) ---> Ni^(2+)
H^- ---> H^+

M^+ + Ni^(3+) + H^- ---> M^0 + Ni^(2+) + H^+

0. Falsa. Hidretos são compostos em que o hidrogênio é o metal mais eletronegativo, portanto, em que ele é um ânion monovalente.
1. Verdadeira. Ni se reduz de 3+ para 2+. Quem se reduz é agente oxidante, catodo e polo positivo.
2. Verdadeira. Cada grupo hidróxido possui carga 1-, como existem dois, 2-. Para neutralizar essa carga negativa, o Ni assume NOx 2+.
3. Falsa. Ni se reduz de 3+ para 2+ e M se reduz de + para 0. A despeito de um mol de elétrons serem transferidos do H^- para o M^+, cabe ressaltar que esse último situa-se, também, no anodo. Em suma, apenas um mol de elétrons é transferido pelo circuito externo do anodo para o catodo, que é aquele que sai do H^- direciona para o Ni^(3+).
4. Verdadeira. M^+ ganha um elétron e H^- perde dois elétrons. A substância, portanto, oxida-se e adquire as características de um agente redutor, anodo e polo negativo.




Questão mais difícil de pilhas que vi até agora. Errei e demorei bastante para achar uma lógica. Achei bem estranha a reação ocorrida.

Amigo, sem querer ofender e agradeço por tentar trazer uma explicação para a questão.

Mas eu não achei consistente a explicação. Especificamente, a justificativa para a afirmação 4, porque se o elemento M sofre redução, então a substância MH é o agente oxidante da reação.

Não acha que o gabarito possa estar errado?

A explicação é consistente. Se não fosse eu falava.

Apesar de o M se reduzir, o hidreto não deixa de ser a substância que doa o elétron para o agente oxidante, o que faz dela o agente redutor.

O gabarito está certo. Segundo minhas pesquisas (e você pode ver o resultado delas no que citarei abaixo), o NiOOH é mesmo cátodo e o MH é mesmo o ânodo.


Vamos analisar as semirreações que encontrei na internet:

At the positive
NiOOH + H20 + e- Ni(OH)2 + OH-


At the negative
MH + OH- M + H2O + e-

Fonte: http://www.advanced-battery.com/batteryknowledge.html


Como vemos, na descarga da pilha o Ni^(3+) se reduz para Ni^(2+), o M^+ se reduz para M^0 e o H^- se oxida para H^+. Como o elétron com o qual o Ni^(3+) se reduziu parte do MH, o hidreto metálico é o ânodo.

Christian M. Martins escreveu:Se não fosse eu falava.

Acredito que o objetivo do fórum é a discussão saudável das questões aqui postadas, acho que não existe ninguém conhecedor absoluto da verdade aqui.

Enfim, agradeço por se manifestar e tentar ajudar.

Eu não quis ser grosso, Lucas. E muito menos tenho essa intenção nesse post de agora. Peço desculpas se você se ofendeu.

Se soou dessa forma foi porque estamos a nos comunicar por um fórum na internet, textualmente. O que quis dizer é que quando eu dou uma explicação "razoável" ou alguma resposta "incerta", eu afirmo no post. Essa explicação eu realmente CREIO (preste atenção no verbo usado) que esteja correta. Pode estar errada (não sou a voz da verdade), mas acho que não.

Em suma, espero ter lhe ajudado e, novamente, peço desculpas pelo mal entendido.

Analisando o NOX dos elementos:
O Ni com NOX = +3 passa a ter NOX = +2, então o Ni REDUZ
O M com NOX = +1 passa a ter NOX = 0, então o M REDUZIU
O H (do hidreto metálico) com NOX = -1 (hidreto) passa a ter NOX = +1, então o H OXIDOU 
.
Como saber qual é o cátodo e qual o ânodo ? Fiquei meio perdido nessa questão =p

Felipe Pereira Sales escreveu:Analisando o NOX dos elementos:
O Ni com NOX = +3 passa a ter NOX = +2, então o Ni REDUZ
O M com NOX = +1 passa a ter NOX = 0, então o M REDUZIU
O H (do hidreto metálico) com NOX = -1 (hidreto) passa a ter NOX = +1, então o H OXIDOU 
.
Como saber qual é o cátodo e qual o ânodo ? Fiquei meio perdido nessa questão =p

Alguém?