Uma equipe de engenheiros ambientais está desenvolvendo sensores autônomos para monitoramento da qualidade da água em regiões remotas. Para alimentá-los, projetam uma célula galvânica simples, utilizando eletrodos metálicos imersos em soluções aquosas adequadas. O sistema proposto utiliza eletrodos de zinco
e cobre
, conectados por um fio metálico externo e uma ponte salina contendo uma solução de
. As semirreações envolvidas são:
Explique, com base nos conceitos de eletroquímica, o papel do condutor iônico e do eletrolito neste sistema.
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que a questão pede. A gente tem uma célula galvânica com eletrodos de zinco (Zn) e cobre (Cu), semirreações dadas por
Eles usam uma ponte salina com solução de KNO₃. O conteúdo é Eletroquímica: entender como fecha o circuito e como íons e elétrons se movem. Vamos precisar saber:
- o que faz o condutor iônico (ponte salina)
- o que é um eletrólito e por que KNO₃ serve
Passo 2
Primeiro, eletricidade numa célula galvânica rola por dois caminhos:
- Elétrons circulam pelo fio externo, do ânodo (Zn) pro cátodo (Cu).
- Íons circulam pelo interior, pra manter o balanço de cargas.
Se não houvesse esse “caminho iônico”, a solução perto de um eletrodo ficaria carregada (muita carga positiva ou negativa) e a reação pararia. Aí entra o condutor iônico.
Passo 3
O condutor iônico, ou ponte salina, é um tubo com um eletrólito (aqui KNO₃) que dissocia em K⁺ e NO₃⁻. Na prática:
- No compartimento do zinco, a reação gera Zn²⁺, deixando excesso de carga positiva. Então os NO₃⁻ migram pra lá, neutralizando.
- No compartimento do cobre, os Cu²⁺ são consumidos (viram metal), sobra carga negativa, e os K⁺ migram pra lá.
Assim, a ponte salina “fecha” o circuito iônico, evitando que a célula fique polarizada e pare de gerar corrente.
Passo 4
Agora, o que é eletrólito? É uma substância que, em solução, se dissocia em íons e permite conduzir corrente iônica. O KNO₃:
Esses íons são móveis e equilibram as cargas nas duas metades da célula. Se você colocasse água pura ou um sal que reage com os eletrodos, não funcionaria direito.
Resposta
O condutor iônico (ponte salina) permite o fluxo de íons entre os dois compartimentos, evitando o acúmulo de cargas e mantendo a reação redox em andamento. O eletrólito (KNO₃) é o sal que, ao se dissociar em K⁺ e NO₃⁻, fornece esses íons móveis para a ponte salina cumprir seu papel e garantir que a célula galvânica gere corrente de forma contínua.