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Ciências Humanas e suas Tecnologias

Questão 93

ENEM 2018 Questão 93

Em 1938 o arqueólogo alemão WIlhelm Kõnlg, diretor do Museu Nacional do Iraque, encontrou um objeto estranho na coleção da Instituição, que poderia ter sido usado como uma pilha, similar às utilizadas em nossos dias. A suposta pilha, datada de cerca de 200 a.C., é constituída de um pequeno vaso de barro (argila) no qual foram instalados um tubo de cobre, uma barra de ferro (aparentemente corroída por ácido) e uma tampa de betume (asfalto), conforme ilustrado. Considere os potenciais-padrão de redução:

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$(\text{Fe}^{+}|\text{Fe}) = -0,4: 4\ \text{V}$;

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$(\text{H}^{+}|\text{H}.) = 0,00\ \text{V}$; e

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$(\text{Cu}^{+}|\text{Cu}) = +0,34\ \text{V}$.

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Nessa suposta pilha, qual dos componentes atuaria como cátodo?

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Resolução

A questão aborda o funcionamento de uma pilha eletroquímica, usando como contexto a suposta 'Pilha de Bagdá', um artefato arqueológico. Para resolvê-la, é fundamental entender os conceitos de eletrodo, cátodo, ânodo e potenciais-padrão de redução. O cátodo é o eletrodo onde ocorre a redução (ganho de elétrons), e para identificá-lo, compara-se os potenciais-padrão de redução dos materiais envolvidos. O eletrodo com maior potencial de redução atua como cátodo. Dentre os materiais citados (ferro e cobre), o cobre possui maior potencial de redução (+0,34 V) do que o ferro (-0,44 V). Assim, na pilha, o tubo de cobre será o cátodo (onde ocorre a redução), enquanto a barra de ferro será o ânodo (onde ocorre a oxidação). Os outros componentes (betume, vaso de barro e ácido) não atuam como eletrodos, mas sim como isolante, recipiente e eletrólito, respectivamente.

Comentários por alternativa

  1. A A tampa de betume.
    A tampa de betume serve apenas como isolante e vedação, não participa das reações eletroquímicas como eletrodo, portanto não pode ser o cátodo.
  2. B O vestígio de ácido.
    O vestígio de ácido atua como eletrólito, permitindo a condução de íons entre os eletrodos, mas não é um eletrodo e, portanto, não pode ser o cátodo.
  3. C A barra de ferro.
    A barra de ferro, por ter menor potencial de redução (-0,44 V), atua como ânodo (local de oxidação), não como cátodo.
  4. D O tubo de cobre.
    O tubo de cobre, com maior potencial de redução (+0,34 V), é o cátodo da pilha, pois é nele que ocorre a redução. Por isso, esta alternativa está correta.
  5. E O vaso de barro.
    O vaso de barro é apenas o recipiente da pilha, não participa das reações eletroquímicas como eletrodo e, portanto, não pode ser o cátodo.

Flashcards

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

1 / 7
1. O que é uma pilha eletroquímica?
É um dispositivo que converte energia química em energia elétrica por meio de reações de oxirredução espontâneas.
2. Qual a função do cátodo em uma pilha?
O cátodo é o eletrodo onde ocorre a redução, ou seja, o ganho de elétrons.
3. Como identificar o cátodo usando potenciais-padrão de redução?
O cátodo é o eletrodo com maior potencial-padrão de redução entre os materiais presentes na pilha.
4. O que acontece no ânodo de uma pilha?
No ânodo ocorre a oxidação, ou seja, a perda de elétrons pelo material do eletrodo.
5. Qual a função do eletrólito em uma pilha?
O eletrólito permite a condução de íons entre os eletrodos, fechando o circuito interno da pilha.
6. Por que o cobre atua como cátodo na pilha descrita?
Porque seu potencial-padrão de redução (+0,34 V) é maior que o do ferro (-0,44 V), favorecendo a redução no cobre.
7. O que significa potencial-padrão de redução?
É a tendência de uma espécie química ganhar elétrons, medida em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio (0,00 V).