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As pilhas recarregáveis, bastante utilizadas atualmente, são formadas por sistemas que atuam como uma célula galvânica, enquanto estão sendo descarregadas, e como célula eletrolítica, quando estão sendo recarregadas.
Uma pilha é formada pelos elementos níquel e cádmio e seu carregador deve fornecer uma diferença de potencial mínima para promover a recarga. Quanto maior a diferença de potencial gerada pelo carregador, maior será o seu custo. Considere os valores de potencial padrão de redução dessas espécies:
Teoricamente, para que um carregador seja ao mesmo tempo eficiente e tenha o menor preço, a diferença de potencial mínima, em volt, que ele deve superar é de
Escolha uma opção:
a. 0,172
b. 0,086
c. 0,632
d. 0,316
e. 1,264
a. 0,172
b. 0,086
c. 0,632
d. 0,316
e. 1,264
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede.
-
Dados (potenciais padrão de redução, peguei do enunciado):
-
, . -
, .
-
-
O que o enunciado pede:
- A diferença de potencial mínima (em volt) que o carregador deve superar, teoricamente, para recarregar a pilha formada por níquel e cádmio.
Passo 2
Entender o que significa cada potencial e como montar a tensão da pilha.
- Cada valor dado é um potencial padrão de redução (ou seja, quanto a reação escrita como redução tende a acontecer). Um valor mais positivo indica maior tendência à redução.
- Numa pilha galvânica (quando fornece corrente), a meia-reação com o maior potencial de redução atua como catodo (redução) e a outra como anodo (oxidação).
- A tensão padrão da célula é dada por
Aqui
é o potencial de redução do catodo e
é o potencial de redução da meia-reação que, na operação real, sofre oxidação.
Passo 3
Identificar qual meia-reação será reduzida e qual será oxidada.
- Compare os potenciais:
(Ni) e (Cd). -
é maior (menos negativo) que , portanto a meia-reação de níquel tem maior tendência à redução. - Logo:
- Catodo (redução):
com . - Anodo (oxidação - escrita como redução nos dados):
(o potencial de redução fornecido é ).
- Catodo (redução):
Passo 4
Calcular a tensão padrão da célula e interpretar o que o carregador precisa superar.
- Calcule
:
- Fazendo a conta:
- Interpretação: teoricamente, para reverter a reação (recarregar), o carregador deve aplicar uma diferença de potencial igual ou ligeiramente superior a
. Como o enunciado pede o valor teórico mínimo, usamos exatamente .
Resposta
a.