Uma cooperativa brasileira está avaliando células de uma bateria de íons lítio para armazenar energia gerada…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma cooperativa brasileira está avaliando células de uma bateria de íons lítio para armazenar energia gerada por painéis solares. Na análise de uma amostra do material do cátodo, foram obtidas as seguintes massas aproximadas: 7,0% de lítio, 60,0% de cobalto e 33,0% de oxigênio. Considerando as massas molares Li = 7 g/mol, Co = 59 g/mol e O = 16 g/mol, a composição pode ser determinada pela conversão das massas em quantidades de matéria e pela comparação entre as razões molares dos elementos. Com base nos dados da análise, qual é o principal material presente no cátodo da amostra e qual é sua fórmula química?
- A) Óxido de dilítio e cobalto, Li2CoO3.
- B) Óxido de lítio e dicobalto, LiCo2O2.
- C) Óxido de lítio e cobalto, LiCoO.
- D) Óxido de dilítio e cobalto, Li2CoO2.
- E) Óxido de lítio e cobalto, LiCoO2.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Converter as massas percentuais em quantidades de matéria, considerando 100 g da amostra. Lítio: 7,0 g / 7 g/mol = 1,00 mol. Cobalto: 60,0 g / 59 g/mol = 1,017 mol. Oxigênio: 33,0 g / 16 g/mol = 2,0625 mol. Passo 2: Dividir todos os valores pelo menor deles (1,00 mol de lítio) para obter a razão mais simples. Resultado aproximado: Li = 1,00; Co = 1,02; O = 2,06. Passo 3: Arredondando para números inteiros, a proporção é 1 : 1 : 2, ou seja, a fórmula empírica é LiCoO2. Passo 4: Esse composto é o óxido de lítio e cobalto, material clássico usado como cátodo em baterias de íons lítio. Passo 5: A alternativa A está errada, pois Li2CoO3 implicaria 2 mol de lítio para cada mol de cobalto, o que não corresponde aos 7% de lítio da análise. A alternativa B está errada, pois LiCo2O2 inverte a proporção entre lítio e cobalto. A alternativa C está errada, pois LiCoO tem oxigênio em proporção 1:1, incompatível com a razão de cerca de 2 mol de O por mol de Co. A alternativa D está errada, pois Li2CoO2 atribui duas unidades de lítio ao cobalto, enquanto a análise indica uma. Passo 6: O gabarito oficial (E) está correto e coincide com a resolução feita de forma independente.
💡 Dica: Identifique o material e sua fórmula química.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula a razão de lítio dobrada, supondo que 7% de lítio corresponde a duas unidades de lítio por cobalto, e ainda ajusta o oxigênio para 3 sem base nos dados.
O aluno inverte a relação entre cobalto e lítio, interpretando que há dois mols de cobalto para cada mol de lítio, quando o cálculo mostra cerca de 1 mol de cobalto por mol de lítio.
Por que engana: Confundir os materiais usados nos cátodos de diferentes tipos de baterias, escolhendo uma opção que não é a mais comum.
O aluno obtém a razão de oxigênio como 1 em vez de 2, possivelmente por erro na divisão de 33,0 por 16 ou por desconsiderar o oxigênio após a normalização.
O aluno interpreta mal a razão do lítio, atribuindo duas unidades de lítio por cobalto, provavelmente por confundir a massa percentual de lítio com o número de átomos.
Em uma amostra de 100 g, há aproximadamente 7,0 g de Li, 60,0 g de Co e 33,0 g de O. Dividindo essas massas pelas respectivas massas molares, obtêm-se cerca de 1, 1 e 2 mol, respectivamente. Assim, a proporção mínima entre os elementos é Li:Co:O = 1:1:2, correspondente ao óxido de lítio e cobalto, de fórmula LiCoO2.
Raio-X da questão
baterias de lítio
avaliacao
fórmulas químicas · tipos de baterias
Revisar os materiais utilizados em baterias e suas fórmulas químicas.
Confundir os materiais usados nos cátodos de diferentes tipos de baterias, escolhendo uma opção que não é a mais comum.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Uma bateria de íon-lítio contém 10,0 g de LiCoO2 (MM = 97,87 g·mol-1). Se 100 baterias forem descartadas em um lixão e…
- A primeira bateria de íons-lítio comercial foi lançada em 1991, tendo o cobaltato de lítio (LizCoO2) como material de…
- Analise benefícios e riscos para saúde e ambiente das baterias de íons de lítio (ex.: cátodo LiCoO2; eletrólito LiPF6 em…
- Identifique a fórmula química do material usado em baterias de lítio, considerando suas propriedades e aplicações.
- John Goodenough, Stanley Whittingham e Akira Yoshino são os vencedores do Prêmio Nobel 2019 de Química pelo…
- Cinco amigos estavam estudando para a prova de Química e decidiram fazer um jogo com os elementos da Tabela Periódica: -…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog