Sobre essa célula eletroquímica, foram feitas as seguintes afirmações:
Aparelhos eletrônicos como telefones sem fio e calculadoras, podem utilizar baterias recarregáveis de níquel-cádmio. As reações que ocorrem nesta bateria podem ser representadas por:
A.
B.
C.
Sobre essas reações são feitas as afirmações:
I. A reação A ocorre no anodo da bateria.
II. A reação C ocorre no catodo da bateria.
III. O cádmio é o agente oxidante e o óxido de níquel é o agente redutor.
Quais estão corretas?
a) apenas I.
b) apenas II.
c) apenas III.
d) apenas I e II.
e) I, II e III.
Aparelhos eletrônicos como telefones sem fio e calculadoras, podem utilizar baterias recarregáveis de níquel-cádmio. As reações que ocorrem nesta bateria podem ser representadas por:
A.
B.
C.
I. A reação A ocorre no anodo da bateria.
II. A reação C ocorre no catodo da bateria.
III. O cádmio é o agente oxidante e o óxido de níquel é o agente redutor.
a) apenas I.
b) apenas II.
c) apenas III.
d) apenas I e II.
e) I, II e III.
Passo 1
O enunciado dá três semi‑reações relativas a uma bateria recarregável de níquel‑cádmio e pede que eu verifique três afirmações sobre onde ocorrem as reações (ânodo/cátodo) e sobre os agentes redutor/oxidante. As informações relevantes que o enunciado fornece são as seguintes semi‑reações (copiadas do enunciado):
As afirmações a avaliar são:
I. A reação A ocorre no ânodo da bateria.
II. A reação C ocorre no cátodo da bateria.
III. O cádmio é o agente oxidante e o óxido de níquel é o agente redutor.
I. A reação A ocorre no ânodo da bateria.
II. A reação C ocorre no cátodo da bateria.
III. O cádmio é o agente oxidante e o óxido de níquel é o agente redutor.
Passo 2
Vou lembrar os conceitos básicos necessários (devagar e com exemplos) para poder analisar as semi‑reações:
- Oxidação é perda de elétrons. Quem se oxida tem seus elétrons saindo. Uma semi‑reação escrita com elétrons no produto (lado direito) representa oxidação.
- Redução é ganho de elétrons. Quem se reduz tem elétrons sendo consumidos. Uma semi‑reação escrita com elétrons no reagente (lado esquerdo) representa redução.
- Em uma célula eletroquímica (durante a descarga): no ânodo ocorre oxidação; no cátodo ocorre redução.
- Agente oxidante é a espécie que oxida outra; para isso, o agente oxidante próprio é reduzido (ou seja, ele ganha elétrons).
- Agente redutor é a espécie que reduz outra; para isso, o agente redutor próprio é oxidado (ou seja, ele perde elétrons).
Exemplo simples para fixar: na reação
o zinco perde elétrons (oxida) e, portanto, o zinco é agente redutor. Em
o cobre(II) ganha elétrons (reduz) e é agente oxidante.
Passo 3
Analisando a reação
.
- Essa equação mostra elétrons no lado direito, ou seja, a espécie
está perdendo elétrons. Logo, isso é uma oxidação. - Pela definição, a oxidação ocorre no ânodo da célula durante descarga.
- Portanto, a reação A é uma oxidação e, por consequência, ocorre no ânodo.
Além disso, quanto à natureza do cádmio: como
é a espécie que perde elétrons,
é o agente redutor (não o agente oxidante). Vou usar isso mais adiante para avaliar a afirmação III.
Passo 4
Comentário rápido sobre a reação
.
- Essa reação mostra o íon
combinando‑se com para formar o hidróxido de cádmio. Em baterias alcalinas, os íons gerados pela oxidação do reagem com do eletrólito formando . - Isso é coerente com o meio básico das baterias Ni–Cd; B não é uma semi‑reação de oxidação/redução, mas mostra o estado químico final do cádmio no eletrólito.
Passo 5
Analisando a reação
.
- Aqui os elétrons aparecem no lado esquerdo (são consumidos pelos reagentes), portanto isso é uma redução: a espécie contendo níquel está recebendo elétrons e se convertendo em
. - Pela definição, a redução ocorre no cátodo.
- Logo, a reação C ocorre no cátodo da bateria.
Passo 6
Agora verifico a afirmação sobre agentes oxidante/redutor (III): “O cádmio é o agente oxidante e o óxido de níquel é o agente redutor.”
- Relembre: agente oxidante = espécie que é reduzida; agente redutor = espécie que é oxidada.
- Na reação A,
é oxidado (perde elétrons). Portanto é agente redutor, não agente oxidante. A afirmação que diz que o cádmio é agente oxidante está invertida: é falsa. - Na reação C,
é reduzido (ganha elétrons). Portanto é agente oxidante, não agente redutor. A parte que diz que o óxido de níquel é agente redutor também está invertida. - Conclusão: a afirmação III é falsa (está invertendo os papéis).
Passo 7
Resumo das avaliações das três afirmações:
- I: correta (A é oxidação → ânodo).
- II: correta (C é redução → cátodo).
- III: incorreta (papéis dos agentes estão invertidos;
é agente redutor e é agente oxidante).
Portanto, as únicas afirmações corretas são I e II.
Resposta
d) apenas I e II.