As baterias recarregáveis são vantajosas pelo fato de prolongar sua vida útil e diminuir o descarte, aumentando a relação custo-benefício e gerando maior apelo ambiental. A bateria automotiva é um dos tipos mais utilizados, sendo que seu funcionamento é baseado na reação do chumbo metálico com óxido de chumbo IV, em solução de ácido sulfúrico, conforme representado na reação a seguir:
Pb(s)+PbO2(s)+2 H2 SO4(aq) 2 PbSO4(s)+2 H2 O(ell)
Baseado nas semirreações de redução, analise as proposições:
Pb^+2+2 e^- rightarrow Pb(s) E red =+0,35 V
Pb^4+2 e^- rightarrow Pb^+2 E red =+1,68 V
I. Pb(s) é agente redutor e o PbO 2 é agente oxidante.
II. Nessa reação, o Pb (s) é o polo positivo e o PbO 2 é o polo negativo.
III. A voltagem dessa pilha é 1,33 V, sendo o Pb(s) ânodo e o PbO2 cátodo.
IV. Como são utilizadas 6 pilhas em série, a voltagem geral é de aproximadamente 8 V.
É correto apenas o que se afirma em:
(a) I, III e IV.
(b) I, II, III e IV.
© I, II e III.
(d) II e III.
(e) III e IV.

Passo 1

Beleza, o exercício é sobre eletroquímica: a reação da bateria de chumbo (Pb) com PbO₂ em ácido sulfúrico. A gente tem duas semi-reações de redução com seus potenciais (E°) e precisa apontar quem é agente redutor/oxidante, identificar ânodo/cátodo, calcular a voltagem da pilha e, por fim, ver quais das afirmações I–IV batem com isso. Vamos precisar usar:
  • Conceito de agente redutor e agente oxidante
  • Identificar ânodo (oxidação) e cátodo (redução)
  • Fórmula da ddp da pilha:
Epilha = E^circcátodo - E^circânodo áâ

Passo 2

Identificando as semi-reações:
Redução do PbO₂ (cátodo):
PbO2 + 4H^+ + 2e^- longrightarrow Pb^2+ + 2H2O, E^circred = +1,68 V
Oxidação do Pb metálico (invertendo a redução dada):
Pb longrightarrow Pb^2+ + 2e^-, E^circox = -,0,35 V
– Quem perde elétron (Pb) é agente redutor; quem ganha (PbO₂) é agente oxidante. Isso confirma a afirmação I.

Passo 3

Agora, qual é o polo positivo e negativo? Em pilha galvânica:
• Ânodo (oxidação) vira polo negativo.
• Cátodo (redução) vira polo positivo.
Aqui o ânodo é o Pb(s) e o cátodo é o PbO₂. Então a afirmação II (“Pb(s) é polo positivo e PbO₂ é negativo”) está invertida e é falsa.

Passo 4

Vamos calcular a voltagem da pilha:
Epilha = E^circcátodo - E^circânodo = 1,68 - 0,35 = 1,33 V áâ
Isso confirma III. Se você ligar 6 dessas pilhas em série, multiplica por 6:
6 times 1,33 approx 7,98 V approx 8 V,
confirmando a IV.

Resposta

Apenas as afirmações I, III e IV estão corretas. Opção (a).

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