As naves espaciais utilizam pilhas de combustível, alimentadas por oxigênio e hidrogênio, as quais, além de…

Questão

As naves espaciais utilizam pilhas de combustível, alimentadas por oxigênio e hidrogênio, as quais, além de fornecerem a energia necessária para a operação das naves, produzem água, utilizada pelos tripulantes. Essas pilhas usam, como eletrólito, o KOH(aq), de modo que todas as reações ocorrem em meio alcalino. A troca de elétrons se dá na superfície de um material poroso. Um esquema dessas pilhas, com o material poroso representado na cor cinza, é apresentado a seguir. [IMAGEM] Escrevendo as equações das semirreações que ocorrem nessas pilhas de combustível, verifica-se que, nesse esquema, as setas com as letras a e b indicam, respectivamente, o sentido de movimento dos [FUVEST 2011 - Questão 36] FUVEST - 2011

1. A) íons OH− e dos elétrons.
2. B) elétrons e dos íons OH−.
3. C) íons K+ e dos elétrons.
4. D) elétrons e dos íons K+.
5. E) elétrons e dos íons H+.

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

1. Como o meio é alcalino (KOH), no eletrodo onde entra o hidrogênio ocorre a oxidação: H2 + 2 OH- → 2 H2O + 2 e-. Os elétrons são liberados nesse eletrodo (ânodo) e percorrem o circuito externo até o outro eletrodo.
2. No eletrodo onde entra o oxigênio ocorre a redução (cátodo): O2 + 2 H2O + 4 e- → 4 OH-. Os elétrons chegam pelo circuito externo e são consumidos aqui.
3. Os íons OH- são produzidos no cátodo e consumidos no ânodo, por isso migram pelo eletrólito do cátodo para o ânodo. Já os elétrons se movem pelo circuito externo, do ânodo para o cátodo.
4. Na figura, a seta a indica o movimento dos elétrons pelo circuito externo e a seta b indica o movimento dos íons OH- pelo eletrólito. A sequência correta é elétrons e íons OH-, alternativa B.
5. A alternativa A inverte a ordem: a seta a não representa os íons OH-, pois os elétrons é que percorrem o circuito externo.
6. A alternativa C está errada porque o K+ não participa das semirreações e não é o íon que se desloca no sentido indicado; além disso, a ordem também está invertida.
7. A alternativa D está errada porque o K+ é espectador, não migra para o ânodo; o íon que se desloca é o OH-.
8. A alternativa E está errada porque, em meio alcalino, o H+ não é o portador de carga do eletrólito; os íons presentes são OH- e K+.

💡 Dica: Analise as semirreações e identifique o sentido do movimento dos íons e elétrons.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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