Uma pilha eletroquímica é montada com eletrodos de zinco e cobre, representada por Zn(s) | Zn2+(aq) ||…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma pilha eletroquímica é montada com eletrodos de zinco e cobre, representada por Zn(s) | Zn2+(aq) || Cu2+(aq) | Cu(s). Os potenciais-padrão de redução são -0,76 V para Zn2+ e +0,34 V para Cu2+. As soluções são conectadas por uma ponte salina, e o circuito externo permite a passagem de elétrons. Com base nos potenciais fornecidos e na representação da pilha, qual afirmação está correta?
- A) O zinco sofre redução no cátodo, e os elétrons fluem do cobre para o zinco.
- B) O zinco sofre oxidação no cátodo, e os elétrons fluem do zinco para o cobre.
- C) O zinco sofre oxidação no ânodo, e os elétrons fluem do zinco para o cobre.
- D) O cobre sofre redução no ânodo, e os elétrons fluem do zinco para o cobre.
- E) O cobre sofre oxidação no ânodo, e os elétrons fluem do cobre para o zinco.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique as semirreações pelos potenciais padrão de redução. O Zn2+ tem E° = -0,76 V e o Cu2+ tem E° = +0,34 V. Quanto maior o potencial de redução, maior a tendência de a espécie se reduzir, então o Cu2+ se reduz e o Zn se oxida. Passo 2: Determine o cátodo e o ânodo. A redução ocorre no cátodo, logo o cátodo é o eletrodo de cobre (Cu2+ + 2 e- -> Cu). A oxidação ocorre no ânodo, logo o ânodo é o eletrodo de zinco (Zn -> Zn2+ + 2 e-). Passo 3: Determine o sentido dos elétrons. Os elétrons são liberados na oxidação do zinco e fluem pelo circuito externo até o cobre, onde são consumidos na redução. Assim, o fluxo é do zinco para o cobre. Passo 4: Confira a representação Zn(s) | Zn2+(aq) || Cu2+(aq) | Cu(s). Pela convenção, o ânodo fica à esquerda, que é o zinco, confirmando o raciocínio. Passo 5: Calcule a força eletromotriz: E° da pilha = 0,34 - (-0,76) = 1,10 V, positiva, o que confirma que a reação é espontânea. Passo 6: Analise as alternativas. A está errada porque inverte os papéis: o zinco não se reduz e os elétrons não vão do cobre para o zinco. B está errada porque o zinco se oxida no ânodo, não no cátodo. D está errada porque o cobre se reduz no cátodo, não no ânodo. E está errada porque inverte o processo: o cobre não se oxida e os elétrons não fluem do cobre para o zinco. A alternativa correta é a C, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Compare potenciais padrão para determinar anodo e catodo; fluxo vai do anodo ao catodo.
Alternativa por alternativa
Inverteu completamente o processo, supondo que o zinco se reduz no cátodo e que os elétrons vão do cobre para o zinco. Isso indica que o aluno não associou o maior potencial de redução do cobre à sua redução.
Por que engana: Inverter os papéis de ânodo e cátodo e fluxo de elétrons.
Identificou corretamente a oxidação do zinco e o sentido dos elétrons, mas confundiu cátodo com ânodo, colocando a oxidação no cátodo. Não lembrou que o cátodo é onde ocorre a redução.
O cobre apresenta maior potencial de redução e, portanto, sofre redução no cátodo. O zinco se oxida no ânodo, liberando elétrons que percorrem o circuito externo até o cobre.
Acertou o sentido dos elétrons e que o cobre se reduz, mas posicionou a redução no ânodo. Confundiu os eletrodos, esquecendo que a redução acontece no cátodo.
Inverteu o sentido espontâneo das semirreações, supondo que o cobre se oxida e o zinco se reduz. Acredita que o metal de menor potencial de redução é o que se reduz, quando ocorre o contrário.
Raio-X da questão
Reações de oxidação e redução em pilhas eletroquímicas.
Identificar ânodo, c
Conceito de oxidação e redução. · Estrutura básica de pilhas eletroquímicas.
Potencial-padrão de redução e interpretação de símbolos de pilhas.
Inverter os papéis de ânodo e cátodo e fluxo de elétrons.
Raciocínio lógico e atenção aos detalhes.
Ensino médio, provas
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