ENEM - 2019 Grupos de pesquisa em todo o mundo vêm buscando soluções inovadoras, visando à produção de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Compreender criticamente textos de divulgação científica orais, escritos e multissemióticos de diferentes áreas do conhecimento, identificando sua organização tópica e a hierarquização das informações, identificando e descartando fontes não confiáveis e problematizando enfoques tendenciosos ou superficiais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
ENEM - 2019 Grupos de pesquisa em todo o mundo vêm buscando soluções inovadoras, visando à produção de dispositivos para a geração de energia elétrica. Dentre eles, pode-se destacar as baterias de zinco-ar, que combinam o oxigênio atmosférico e o metal zinco em um eletrólito aquoso de caráter alcalino. O esquema de funcionamento da bateria zinco-ar está apresentado na figura. No funcionamento da bateria, a espécie química formada no ânodo é: No funcionamento da bateria, a espécie química formada no ânodo é:
- A) H2 (g).
- B) O2 (g).
- C) H2O (l).
- D) OH− (aq).
- E) Zn(OH)4 2− (aq).
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique o que acontece no ânodo. No ânodo ocorre oxidação, ou seja, o zinco metálico perde elétrons e se transforma em Zn2+. Como o eletrólito é aquoso e alcalino, há muitos íons hidróxido (OH−) disponíveis, e o Zn2+ formado combina-se com eles, originando o íon zincato, Zn(OH)4 2−. Passo 2: Escreva a semirreação do ânodo: Zn + 4 OH− → Zn(OH)4 2− + 2 e−. Ela está balanceada em carga (lado esquerdo: −4; lado direito: −2 + (−2) = −4) e em massa (1 Zn, 4 O e 4 H em cada lado). Passo 3: Confira o cátodo para entender o conjunto. No cátodo, o oxigênio do ar é reduzido: O2 + 2 H2O + 4 e− → 4 OH−. Os elétrons liberados no ânodo percorrem o circuito externo até o cátodo, fechando o funcionamento da bateria. Passo 4: Relacione com a questão. A espécie química formada no ânodo é o íon zincato, Zn(OH)4 2−, que corresponde à alternativa E, gabarito oficial. Passo 5: Por que as demais estão erradas. A) H2 (g) não é produzido na bateria zinco-ar, pois o hidrogênio não é um produto da reação eletroquímica do zinco. B) O2 (g) é reagente consumido no cátodo, não uma espécie formada no ânodo. C) H2O (l) é consumida no cátodo, sendo reagente da redução do oxigênio, e não é produto do ânodo. D) OH− (aq) é consumido no ânodo e produzido no cátodo, ou seja, não é a espécie formada no ânodo.
💡 Dica: Analise o processo eletroquímico no ânodo da bateria zinco-ar.
Alternativa por alternativa
O aluno associa a bateria à produção de hidrogênio, como nas células a combustível de H2, e supõe que o gás hidrogênio se desprende no ânodo.
O aluno imagina que, como o oxigênio do ar participa do processo, ele também deve ser formado no ânodo, sem perceber que o O2 é reagente do cátodo.
O aluno pensa que a água é o produto principal da reação do eletrodo, por ser a substância mais comum em soluções aquosas, e não identifica que a H2O é consumida na redução do oxigênio no cátodo.
O aluno vê o OH− na equação do meio alcalino e conclui que ele é o produto do ânodo, sem notar que aparece como reagente na semirreação de oxidação do zinco e como produto no cátodo.
Por que engana: Confundir a espécie formada no ânodo com as presentes no cátodo ou no eletrólito.
Zn(OH)4 2− (aq) é a espécie química formada no ânodo durante a reação de oxidação do zinco na bateria zinco-ar.
Raio-X da questão
reações eletroquímicas em baterias
avaliacao
reações de oxidação e redução · função do ânodo e cátodo
estude reações de oxidação e redução em células eletroquímicas
Confundir a espécie formada no ânodo com as presentes no cátodo ou no eletrólito.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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