Assinale a alternativa que apresenta uma reação química que pode ser utilizada para a produção de corrente elétrica.
a)
b)
c)
d)
a)
b)
c)
d)
Passo 1
O enunciado pede: “Assinale a alternativa que apresenta uma reação química que pode ser utilizada para a produção de corrente elétrica.”
As alternativas fornecidas são:
As alternativas fornecidas são:
(a)
(b)
(c)
(d)
Informações relevantes do enunciado: escolher qual dessas reações pode ser usada para gerar corrente elétrica (isto é, para produzir energia elétrica a partir de uma reação química).
Passo 2
Conceito-chave: para “produzir corrente elétrica” com uma reação química normalmente queremos uma reação de oxirredução (redox) espontânea onde há transferência de elétrons entre espécies. Essa transferência de elétrons pode ser aproveitada numa pilha/elemento eletroquímico como corrente elétrica.
Explicando oxidação e redução (passo-a-passo didático):
- Oxidação é perda de elétrons; redução é ganho de elétrons.
- Para verificar se uma reação é redox, calcule os números de oxidação (NOX) dos elementos em reagentes e produtos; se algum elemento muda seu NOX, houve oxirredução.
- Num protótipo de célula eletroquímica (pilha) escrevemos as meia-reações (oxidação à esquerda, redução à direita) e os elétrons liberados pela oxidação atravessam um circuito externo até a redução — aí temos corrente.
Passo 3
Análise da alternativa (a):
Calculemos números de oxidação:
- Em
, tem NOX e tem . - Em
e em (no ), o enxofre tem NOX e o oxigénio .
Comparando reagentes e produto, os NOX dos elementos não mudam (
). Logo não é uma reação redox; é uma reação de combinação ácido-base/óxido + anidrido formando sal. Não é esse tipo de reação que gera corrente elétrica por transferência espontânea de elétrons.
Passo 4
Análise da alternativa (b):
Números de oxidação:
-
é , é , é , em é , é .
Nenhum elemento muda seu NOX entre reagentes e produtos; trata-se de uma dupla decomposição (precipitação de
) e/ou reação ácido-base, não de oxirredução. Portanto também não é adequada para produzir corrente elétrica por transferência de elétrons.
Passo 5
Análise da alternativa (c):
Números de oxidação:
-
é em todos os compostos, no é e no também é , .
Não há mudança nos NOX; é uma decomposição térmica (libera
), não uma reação redox que gere elétrons úteis para corrente elétrica. Assim, não serve para o propósito pedido.
Passo 6
Análise da alternativa (d):
Observação primeiro: como escrita, essa equação é uma simples troca iônica (dupla troca) — os ânions e cátions trocam de parceiros. Se você olhar somente para os NOX dos elementos nas espécies iônicas, eles permanecem:
é
em ambos os lados e
é
em ambos os lados. Então, estritamente falando, a equação como está escrita não mostra mudança de NOX e, isoladamente, não é uma reação redox.
Porém — aspecto prático e pedagógico importante — as soluções e pares iônicos presentes nas espécies dessa alternativa (
e
) são exatamente os pares redox usados em pilhas eletroquímicas clássicas. Se montarmos uma célula eletroquímica com:
- eletrodo de zinco em solução de
(meia-célula com o par ), e - eletrodo de prata em solução de
(meia-célula com o par ),
teremos as seguintes meia-reações (escrevendo-as como oxidação e redução):
Meia-reação de oxidação (zinco se oxida):
Meia-reação de redução (prata se reduz):
Somando as duas meia-reações obtemos a reação global que ocorre espontaneamente na pilha:
Essa reação envolve transferência de elétrons (do zinco para os íons prata) e pode ser usada para produzir corrente elétrica: o elétron liberado pelo zinco viaja pelo circuito externo até reduzir
, gerando corrente. Na prática, as soluções recomendadas para montar a pilha são
e
(cada uma contendo o respetivo íon), e os eletrodos metálicos correspondentes; por isso a presença desses sais na alternativa (d) indica o sistema utilizável para gerar corrente.
Resumo didático curto: a reação direta escrita na alternativa (d) é apenas uma troca iônica, mas os íons presentes (
e
) permitem montar uma pilha real em que
metálico é oxidado e
é reduzido — ou seja, este par é o único entre as alternativas que corresponde a um sistema redox prático para gerar corrente.
Passo 7
Conclusão: das quatro alternativas, apenas a alternativa (d) apresenta as espécies que permitem montar uma pilha eletroquímica que produz corrente elétrica (meia-células
e
com a reação global
). Portanto a alternativa correta é a (d).
Resposta
(d)