O que é potencial padrão de redução?

É o potencial de eletrodo medido em condições padrão (25°C, 1 atm, 1 mol/L), relativo ao eletrodo padrão de hidrogênio.

Como se calcula a ddp de uma pilha eletroquímica?

A ddp é calculada pela diferença entre o potencial do cátodo e do ânodo: $E_{cel} = E_{cato} - E_{ano}$.

O que significa associar pilhas em série?

Significa conectar o polo positivo de uma pilha ao negativo da outra, somando suas ddps totais.

Por que o LED azul exige uma ddp mínima para acender?

Porque cada cor de LED tem uma barreira de energia específica, e o azul requer uma energia maior, equivalente a 3,6 V.

Como identificar o cátodo e o ânodo em uma pilha?

O cátodo é o eletrodo de maior potencial de redução, onde ocorre a redução; o ânodo é o de menor potencial, onde ocorre a oxidação.

O que acontece se a ddp fornecida for menor que a exigida pelo LED?

O LED não acende, pois não há energia suficiente para superar a barreira eletrônica do semicondutor.

Por que pilhas associadas em série aumentam a ddp total?

Porque as diferenças de potencial individuais se somam, permitindo atingir tensões maiores para aplicações específicas.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão 121 — A invenção do LED azul, que permite a geração de outras cores para compor a luz branca, permitiu a construção de lâmpadas energeticamente mais eficie…

ENEM 2017 Questão 121

A invenção do LED azul, que permite a geração de outras cores para compor a luz branca, permitiu a construção de lâmpadas energeticamente mais eficientes e mais duráveis do que as incandescentes e fluorescentes. Em um experimento de laboratório, pretende-se associar duas pilhas em série para acender um LED azul que requer 3,6 volts para o seu funcionamento. Considere as semirreações de redução e seus respectivos potenciais mostrados no quadro.

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Qual associação em série de pilhas fornece diferença de potencial, nas condições-padrão, suficiente para acender o LED azul?

Resolução

Resposta correta: Letra C

A questão aborda conceitos de eletroquímica, especificamente o funcionamento de pilhas e a associação de seus potenciais de redução para gerar uma diferença de potencial (ddp) suficiente para acender um LED azul, que requer 3,6 V. Para resolver, é necessário entender como calcular a ddp de uma pilha a partir dos potenciais padrão de redução dos eletrodos: a ddp é dada por $E_{cel} = E_{cato} - E_{ano}$, onde o cátodo é o eletrodo de maior potencial de redução. Como são duas pilhas em série, suas ddps se somam. O objetivo é identificar, entre as associações propostas, aquela que, ao serem somadas, fornecem pelo menos 3,6 V. A alternativa correta (C) é aquela cuja soma dos potenciais das duas pilhas em série atinge ou supera esse valor.

Comentários por alternativa

A

A alternativa A está incorreta porque a soma das diferenças de potencial das pilhas associadas não atinge o valor mínimo de 3,6 V necessário para acender o LED azul.
B

A alternativa B está errada pois, apesar de envolver eletrodos comuns, a combinação dos potenciais de redução não resulta em uma ddp total suficiente para o funcionamento do LED.
C

A alternativa C está correta porque a associação em série das pilhas indicadas fornece uma ddp igual ou superior a 3,6 V, atendendo ao requisito do LED azul. Isso é obtido pela soma dos potenciais das duas pilhas, cada uma montada de modo que maximize a ddp total.
D

A alternativa D está incorreta, pois a soma das ddps das pilhas associadas em série fica abaixo do valor necessário para acender o LED, mostrando erro na escolha dos eletrodos.
E

A alternativa E está errada porque, mesmo com a associação em série, a ddp total não alcança os 3,6 V exigidos pelo LED azul, indicando que os potenciais escolhidos não são adequados.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

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1. O que é potencial padrão de redução?: É o potencial de eletrodo medido em condições padrão (25°C, 1 atm, 1 mol/L), relativo ao eletrodo padrão de hidrogênio.
2. Como se calcula a ddp de uma pilha eletroquímica?: A ddp é calculada pela diferença entre o potencial do cátodo e do ânodo: $E_{cel} = E_{cato} - E_{ano}$.
3. O que significa associar pilhas em série?: Significa conectar o polo positivo de uma pilha ao negativo da outra, somando suas ddps totais.
4. Por que o LED azul exige uma ddp mínima para acender?: Porque cada cor de LED tem uma barreira de energia específica, e o azul requer uma energia maior, equivalente a 3,6 V.
5. Como identificar o cátodo e o ânodo em uma pilha?: O cátodo é o eletrodo de maior potencial de redução, onde ocorre a redução; o ânodo é o de menor potencial, onde ocorre a oxidação.
6. O que acontece se a ddp fornecida for menor que a exigida pelo LED?: O LED não acende, pois não há energia suficiente para superar a barreira eletrônica do semicondutor.
7. Por que pilhas associadas em série aumentam a ddp total?: Porque as diferenças de potencial individuais se somam, permitindo atingir tensões maiores para aplicações específicas.

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