A bateria de chumbo-ácido é bastante utilizada em automóveis. Ela é preparada com dois eletrodos: o primeiro contém chumbo sólido imerso em uma solução aquosa concentração de ácido sulfúrico. O segundo contém óxido de chumbo (IV) também imerso em uma solução aquosa concentrada de ácido sulfúrico.
Considere uma bateria operando nas condições padrão. As reações de meia célula e seus respectivos potenciais-padrão de eletrodo, a 298 K, são:
Pb (s) + HSO₄–(aq) + H₂O (l) → PbSO₄(s) + H+ (aq) + 2 e– E⁰ = +0,35 V
PbSO₄(s) + 5 H₂O (l) → PbO₂ (s) + HSO₄– (aq) + 3 H+ (aq) + 2 e– E⁰ = –1,68 V
Durante a descarga da bateria, reações acessórias podem acontecer. Entre elas, a decomposição da molécula de água.
O₂ (g) + 4 e–+ 4 H+ → 2 H₂O (l) E⁰ = 1,23 V
Determine o maior valor de pH em que a bateria deve operar, de modo a evitar a decomposição do solvente: