14 (UFSM-RS) A questão a seguir refere-se a uma visita de Gabi e Tomás ao supermercado, com o objetivo de cumprir uma tarefa escolar. Convidamos você a esclarecer as dúvidas de Gabi e Tomás sobre a Química no supermercado.
Tomás portava um gravador e Gabi, uma pilha. Eles traziam as principais equações químicas e algumas fórmulas estruturais.
Na seção de “materiais elétricos e construção” , Tomás lembrou a Gabi que as pilhas de seu gravador estavam fracas. Gabi afirmou que, na descarga das pilhas, ocorre a reação global:
Você pode ajudá-los; portanto, assinale a alternativa correta em relação às espécies que constituem os polos dessa pilha.
\begin{tabular}{l|l|l|}
\hline & Catodo & \multicolumn{1}{|c|}{ Anodo } \
\hline a) & Zn & MnO \
\hline b) &
&
\
\hline c) &
&
\
\hline d) &
& Zn \
\hline e) &
&
\
\hline
Tomás portava um gravador e Gabi, uma pilha. Eles traziam as principais equações químicas e algumas fórmulas estruturais.
Na seção de “materiais elétricos e construção” , Tomás lembrou a Gabi que as pilhas de seu gravador estavam fracas. Gabi afirmou que, na descarga das pilhas, ocorre a reação global:
\hline & Catodo & \multicolumn{1}{|c|}{ Anodo } \
\hline a) & Zn & MnO \
\hline b) &
\hline c) &
\hline d) &
\hline e) &
\hline
Passo 1
O enunciado dá a reação global da descarga da pilha:
E pede que se assinale quais espécies constituem os polos (cátodo e ânodo) dessa pilha. As espécies químicas que aparecem na reação são, entre outras:
,
,
,
,
,
.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar claramente o que significam os polos em uma pilha (isso é a chave):
- O ânodo é o eletrodo onde ocorre oxidação (perda de elétrons). Em pilhas em funcionamento (descarga), o ânodo é o polo negativo.
- O cátodo é o eletrodo onde ocorre redução (ganho de elétrons). Em pilhas em funcionamento (descarga), o cátodo é o polo positivo.
Então, para identificar os polos, basta identificar qual espécie é oxidada e qual é reduzida na reação global.
Passo 3
Procure a espécie que perde elétrons (oxida). Na reação global vemos a transformação
isso indica claramente a meia-reaçăo de oxidação
Aqui o zinco metálico perde elétrons e, portanto, é a espécie que é oxidada. Logo, o zinco metálico (
) é o participante do ânodo.
Passo 4
Agora procure a espécie que ganha elétrons (reduz). A outra transformação importante é a redução do dióxido de manganês envolvendo o íon amônio como doador de prótons. Uma meia-reaçăo compatível é
Essa meia-reação mostra que
recebe elétrons (é reduzido) formando
, enquanto
se converte em
. Multiplicando essa meia-reação por
para igualar elétrons com a oxidação do zinco obtemos exatamente os coeficientes na reação global:
Somando com a oxidação do zinco, os elétrons se cancelam e recupera-se a reação global dada. Isso confirma que
é a espécie que sofre redução, portanto está associada ao cátodo.
Passo 5
Resumo e interpretação: a espécie que é oxidada é
(ânodo). A espécie que é reduzida é
(cátodo). Em palavras amigas: o zinco metal se desfaz em
liberando elétrons no ânodo; esses elétrons viajam pelo circuito até o cátodo, onde
os recebe e se transforma em
.
Resposta
d)