Em um protótipo de monitoramento de água, dois eletrodos ficam imersos na mesma amostra e são ligados em série…

Questão

Em um protótipo de monitoramento de água, dois eletrodos ficam imersos na mesma amostra e são ligados em série com um resistor de 10 kO a uma fonte de 5 V. O sistema mede a tensão entre os eletrodos. Em uma leitura inicial, essa tensão é de 2,0 V; após alguns minutos com tensão contínua aplicada, chega a 3,0 V. A equipe usa o modelo de divisor de tensão, no qual a resistência aparente entre os eletrodos é R = 10 kO × V / (5 V - V), sendo V a tensão medida. Uma integrante afirma: “Como a tensão medida aumentou, a água ficou mais condutiva”. Analise a afirmação da integrante. Calcule as resistências aparentes correspondentes às duas leituras e explique se os dados permitem concluir que a condutividade da água aumentou, considerando também o efeito possível da aplicação contínua de tensão nos eletrodos.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

A afirmação não é sustentada pelo modelo: a leitura inicial corresponde a uma resistência aparente de aproximadamente 6,7 kO, e a leitura posterior, a 15 kO. Mantidas as demais condições, o aumento da resistência aparente indicaria redução da condutividade, não aumento. Entretanto, como a tensão contínua pode provocar polarização e reações eletroquímicas nos eletrodos, a mudança observada pode decorrer da interface eletrodo-solução, e não de uma alteração real da água. Portanto, as leituras, sozinhas, não permitem afirmar que a condutividade da amostra mudou; seria necessário controlar ou reduzir esse efeito, por exemplo, usando excitação alternada ou pulsada e uma calibração adequada.

Explicação

Pelo modelo dado, 10 × 2/(5 - 2) = 6,7 kO e 10 × 3/(5 - 3) = 15 kO. A resistência aparente aumentou, o que não corresponde a aumento de condutividade. Além disso, a tensão contínua pode polarizar os eletrodos e alterar a medição sem que a água tenha mudado.

Raio-X da questão

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