Ciências da NaturezaEletroquímica (Pilhas, Baterias e Eletrólise)Difícil
Questão de Eletroquímica (Pilhas, Baterias e Eletrólise) — ENEM
Em um laboratório de pesquisa, químicos analisam se uma reação entre ferro metálico e íons prata pode ser aproveitada em uma célula galvânica para a tecnologia de sensores. Eles dispõem dos potenciais-padrão de redução: para o par Ag⁺ + e⁻ → Ag, o valor é +0,80 V, e para o par Fe²⁺ + 2e⁻ → Fe, o valor é −0,44 V. A equipe sabe que, ao combinar duas semirreações, a espécie de maior potencial de redução tende a se reduzir, atuando como cátodo, enquanto a de menor potencial se oxida, atuando como ânodo, e que a ddp da célula é dada por ddp = E°cátodo − E°ânodo. Uma ddp positiva indica que a reação global é espontânea. Com base nesses potenciais e nesse critério de espontaneidade, qual é a diferença de potencial da célula e o que ela indica sobre a reação?
A+0,36 V; a reação é espontânea.
B+1,24 V; a reação é espontânea.
C−1,24 V; a reação não é espontânea.
D+1,24 V; a reação não é espontânea.
E+0,80 V; a reação é espontânea.
Gabarito comentado
Para prever a espontaneidade de uma célula galvânica, identifica-se o cátodo (maior E° de redução) e o ânodo (menor E°) e calcula-se ddp = E°cátodo − E°ânodo. Resultado positivo indica reação espontânea; negativo, não espontânea. Note que a ddp não depende de multiplicar a semirreação por coeficientes.
Resolução passo a passo
A prata tem maior potencial de redução (+0,80 V), portanto se reduz e atua como cátodo; o ferro tem menor potencial (−0,44 V), oxida-se e atua como ânodo. Aplicando ddp = E°cátodo − E°ânodo = (+0,80) − (−0,44) = 0,80 + 0,44 = +1,24 V. Como o resultado é positivo, a reação global é espontânea, podendo gerar eletricidade. O valor +0,36 V vem de somar errado os potenciais; −1,24 V inverteria cátodo e ânodo, indicando incorretamente não espontaneidade; a opção com +1,24 V dizendo não espontânea contradiz o sinal positivo, já que ddp positiva significa reação espontânea; +0,80 V usa só o potencial da prata. Apenas +1,24 V com reação espontânea reúne o cálculo correto e a interpretação adequada do sinal.
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