Pilhas são dispositivos capazes de transformar energia química em energia elétrica por meio de reações espontâneas de oxirredução, em que há transferência de elétrons. As baterias também realizam esse mesmo processo, porém, a diferença está no fato de que as pilhas possuem apenas um eletrólito (solução condutora de íons também denominada de ponte salina) e dois eletrodos. Já a bateria é composta de várias pilhas agrupadas em série ou em paralelo. Além disso, as pilhas não são recarregáveis, mas as baterias são. A imagem a seguir representa um esquema de uma pilha formada por cobre (Cu) e zinco (Zn): Esquema de pilha zinco-cobre. Dados: Cu2+(aq) + 2 e- ? Cu(s) E0 = + 0,34 V; Zn2+(aq) + 2 e- ? Zn(s) E0 = - 0,76 V. Considerando o contexto apresentado, analise as seguintes sentenças:
I- A semi-reação de redução é representada por: Zn2+(aq) + 2e- ? Zn(s).
II- Os elétrons se movimentam do eletrodo de cobre para o eletrodo de zinco.
III- A função da ponte salina é garantir a movimentação dos íons entre as células. Agora, assinale a alternativa que apresenta a resposta CORRETA: Selecione uma alternativa:
a) As afirmativas I, II e III estão corretas.
b) Apenas as afirmativas I e II estão corretas.
c) Apenas as afirmativas I e III estão corretas.
d) Apenas a afirmativa I está correta.
e) Apenas a afirmativa III está correta.
I- A semi-reação de redução é representada por: Zn2+(aq) + 2e- ? Zn(s).
II- Os elétrons se movimentam do eletrodo de cobre para o eletrodo de zinco.
III- A função da ponte salina é garantir a movimentação dos íons entre as células. Agora, assinale a alternativa que apresenta a resposta CORRETA: Selecione uma alternativa:
a) As afirmativas I, II e III estão corretas.
b) Apenas as afirmativas I e II estão corretas.
c) Apenas as afirmativas I e III estão corretas.
d) Apenas a afirmativa I está correta.
e) Apenas a afirmativa III está correta.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício trata de pilhas eletroquímicas, que transformam energia química em elétrica através de reações de oxirredução. Precisamos analisar três afirmativas sobre uma pilha de cobre (Cu) e zinco (Zn) usando as informações dadas sobre as reações de redução e os potenciais padrão ($ E^0 $). Vamos verificar qual das alternativas está correta analisando cada afirmação.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é uma semi-reação de redução. É uma das duas partes da reação completa em uma pilha, onde ocorre o ganho de elétrons. A reação de redução para o zinco ($ Zn $) é dada por:
A Afirmação I diz que essa é a semi-reação de redução. Como acabamos de ver, está correta.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre o movimento dos elétrons. Em uma pilha, os elétrons sempre fluem do eletrodo com menor potencial de redução para o de maior potencial. Olhando os potenciais dados:
O zinco tem um potencial menor (-0,76 V) comparado ao cobre (+0,34 V). Portanto, os elétrons vão do zinco para o cobre, e não o contrário. A Afirmação II está errada.
Passo 4
Por último, vamos entender a função da ponte salina. Ela serve para manter a neutralidade elétrica na pilha, permitindo a movimentação de íons entre os compartimentos das semi-células. Isso evita o acúmulo de cargas que poderia parar a reação. A Afirmação III está correta.
Resposta
c) Apenas as afirmativas I e III estão corretas.