Na pilha de Daniell tradicional, qual afirmação está correta?
a) O eletrodo de cobre funciona como ânodo.
b) O zinco sofre redução.
c) Os elétrons fluem do cobre para o zinco.
d) A ponte salina evita o acúmulo de cargas nas soluções.
e) O cobre libera íons
para a solução.
a) O eletrodo de cobre funciona como ânodo.
b) O zinco sofre redução.
c) Os elétrons fluem do cobre para o zinco.
d) A ponte salina evita o acúmulo de cargas nas soluções.
e) O cobre libera íons
Passo 1
O enunciado pergunta: “Na pilha de Daniell tradicional, qual afirmação está correta?” As alternativas fornecidas são:
a) O eletrodo de cobre funciona como ânodo.
b) O zinco sofre redução.
c) Os elétrons fluem do cobre para o zinco.
d) A ponte salina evita o acúmulo de cargas nas soluções.
e) O cobre libera íons para a solução.
a) O eletrodo de cobre funciona como ânodo.
b) O zinco sofre redução.
c) Os elétrons fluem do cobre para o zinco.
d) A ponte salina evita o acúmulo de cargas nas soluções.
e) O cobre libera íons
Passo 2
Vamos descrever claramente a pilha de Daniell tradicional (sem resolver nada ainda, só montar o cenário). A pilha típica tem duas semi-células:
- Semi-célula de zinco: eletrodo de zinco metálico
imerso em solução contendo (por exemplo ). - Semi-célula de cobre: eletrodo de cobre metálico
imerso em solução contendo (por exemplo ).
As duas soluções estão conectadas eletricamente por uma ponte salina (ou ponte iônica) e os eletrodos por um fio externo onde circulam os elétrons. Esse é o arranjo clássico.
Passo 3
Agora preciso explicar oxidação e redução, e as semi-reações envolvidas — isso é essencial para entender qual eletrodo faz o quê.
- Oxidação é a perda de elétrons; redução é o ganho de elétrons. Em uma pilha galvânica (como a Daniell), a reação espontânea ocorre de forma que uma espécie é oxidada (no ânodo) e outra é reduzida (no cátodo).
- As semi-reações padrão da pilha de Daniell são:
Expliquei cada símbolo:
e
são os metais sólidos;
e
estão em solução aquosa;
representa elétron(s).
Passo 4
A partir das semi-reações podemos identificar papéis e direção de fluxo de elétrons:
- Quem é oxidado?
perde elétrons, então o zinco é oxidado e, por definição, está atuando como ânodo. Logo, o eletrodo de zinco é o ânodo. - Quem é reduzido?
ganha elétrons e se deposita como , portanto a semi-reação de cobre é a redução e o eletrodo de cobre é o cátodo. - Direção dos elétrons: elétrons fluem sempre do ânodo para o cátodo através do fio externo. Portanto aqui os elétrons fluem do eletrodo de zinco para o eletrodo de cobre.
Passo 5
Explicação didática da ponte salina e por que ela existe (isso responde direta e conceitualmente a uma das alternativas):
- Quando
se oxida, é liberado na solução do lado do zinco, aumentando a carga positiva naquela solução. Simultaneamente, é consumido na solução do lado do cobre, diminuindo a carga positiva desse lado. Sem compensação iônica, isso criaria acúmulo de cargas que logo impediria a continuidade da reação (campo elétrico crescente impediria mais elétrons de sair do ânodo). - A ponte salina permite o fluxo de íons inertes (por exemplo
ou em direção ao lado onde sobra carga positiva, e contra-íons em direção ao lado onde falta carga positiva), mantendo a neutralidade elétrica macroscópica das soluções. Assim, a ponte salina evita o acúmulo de cargas nas soluções e permite que a corrente elétrica continue a fluir.
Passo 6
Agora avalio cada alternativa usando o que foi explicado:
a) “O eletrodo de cobre funciona como ânodo.” — falsa. Pelo passo 4 vimos que o cobre é o cátodo (redução), não o ânodo.
b) “O zinco sofre redução.” — falsa. Pelo passo 3 o zinco é oxidado ( ), ou seja, sofre oxidação, não redução.
c) “Os elétrons fluem do cobre para o zinco.” — falsa. Os elétrons fluem do ânodo para o cátodo; aqui fluem do zinco para o cobre, não o contrário.
d) “A ponte salina evita o acúmulo de cargas nas soluções.” — verdadeira. Isso é precisamente a função da ponte salina: permitir migração iônica que mantém a neutralidade e evita bloqueio da corrente por acúmulo de carga.
e) “O cobre libera íons para a solução.” — falsa no sentido da operação espontânea da pilha de Daniell: na reação espontânea
é consumido (reduzido) e se deposita como
; o cobre metálico não está liberando
.
a) “O eletrodo de cobre funciona como ânodo.” — falsa. Pelo passo 4 vimos que o cobre é o cátodo (redução), não o ânodo.
b) “O zinco sofre redução.” — falsa. Pelo passo 3 o zinco é oxidado (
c) “Os elétrons fluem do cobre para o zinco.” — falsa. Os elétrons fluem do ânodo para o cátodo; aqui fluem do zinco para o cobre, não o contrário.
d) “A ponte salina evita o acúmulo de cargas nas soluções.” — verdadeira. Isso é precisamente a função da ponte salina: permitir migração iônica que mantém a neutralidade e evita bloqueio da corrente por acúmulo de carga.
e) “O cobre libera íons
Resposta
d) A ponte salina evita o acúmulo de cargas nas soluções.