Which occurs at the anode of any voltaic cell?
I. A metal electrode dissolves.
II. A substance undergoes oxidation.
III. Positive ions are deposited from the solution.
(A) I only
(B) II only
(C) I and II only
(D) I and III only
I. A metal electrode dissolves.
II. A substance undergoes oxidation.
III. Positive ions are deposited from the solution.
(A) I only
(B) II only
(C) I and II only
(D) I and III only
Passo 1
O enunciado pergunta: quais das afirmativas abaixo ocorrem no ânodo de qualquer célula voltaica?
I. Um eletrodo metálico se dissolve.
II. Uma substância sofre oxidação.
III. Íons positivos são depositados da solução.
O objetivo é decidir, uma a uma, se cada afirmativa é verdadeira ou falsa para o ânodo de uma célula voltaica, e apontar a alternativa correta entre (A), (B), (C) e (D).
I. Um eletrodo metálico se dissolve.
II. Uma substância sofre oxidação.
III. Íons positivos são depositados da solução.
O objetivo é decidir, uma a uma, se cada afirmativa é verdadeira ou falsa para o ânodo de uma célula voltaica, e apontar a alternativa correta entre (A), (B), (C) e (D).
Passo 2
Vamos lembrar claramente o que significa “ânodo” numa célula voltaica, sem jargões complicados. O ânodo é o eletrodo onde ocorre a perda de elétrons pela espécie química presente — essa perda de elétrons chama-se oxidação. Perda de elétrons = oxidação. Isso é uma definição que usamos sempre: se algo perde elétrons, foi oxidado, e isso acontece no ânodo.
Passo 3
Explico a oxidação com um exemplo simples e concreto para você visualizar na prova. Considere a célula clássica zinco-cobre (Daniell): no ânodo de zinco a reação é
Zn → Zn^{2+} + 2 e^{-}.
Aqui vemos três coisas: (1) a espécie Zn (um metal) perde elétrons — isso é oxidação; (2) ao perder elétrons, Zn vira íon Zn^{2+} e vai para a solução; (3) os elétrons liberados fluem pelo fio para o cátodo. Note que o ponto chave: no ânodo ocorre oxidação. Portanto a afirmativa II (“uma substância sofre oxidação”) é verdadeira para o ânodo de qualquer célula voltaica.
Zn → Zn^{2+} + 2 e^{-}.
Aqui vemos três coisas: (1) a espécie Zn (um metal) perde elétrons — isso é oxidação; (2) ao perder elétrons, Zn vira íon Zn^{2+} e vai para a solução; (3) os elétrons liberados fluem pelo fio para o cátodo. Note que o ponto chave: no ânodo ocorre oxidação. Portanto a afirmativa II (“uma substância sofre oxidação”) é verdadeira para o ânodo de qualquer célula voltaica.
Passo 4
Agora analiso a afirmativa I: “Um eletrodo metálico se dissolve.” Observe com atenção: no exemplo do zinco acima o eletrodo de zinco realmente se dissolve porque o metal Zn é oxidado gerando Zn^{2+} em solução. Contudo, isso é um caso particular — acontece quando o metal do próprio eletrodo é a espécie que é oxidada. Em muitas células voltaicas o ânodo é metálico e se dissolve, mas em outras o ânodo pode ser inerte (por exemplo, grafite ou platina) e o processo de oxidação envolve uma espécie da solução (por exemplo, oxidação de água a O2 ou oxidação de ânions). Nesses casos o metal do eletrodo não se dissolve. Logo, afirmar que “um eletrodo metálico se dissolve” no ânodo de qualquer célula voltaica é exagero: isso não é sempre verdade. Conclusão: I nem sempre ocorre → I é falsa como afirmação universal.
Passo 5
Agora a afirmativa III: “Íons positivos são depositados da solução.” Pense no que significa “depositar”: depositar é reduzir íons da solução a metal no eletrodo, ou seja, ganhar elétrons e se transformar em átomo metálico (redução). Esse processo de deposição (redução) ocorre no cátodo, não no ânodo. No ânodo, em geral, vemos geração de íons (espécies que entram na solução) ou oxidação de espécies da solução — não a deposição de cátions. Portanto III é falsa para o ânodo de uma célula voltaica. Um exemplo para fixar: na célula Zn|Zn^{2+} || Cu^{2+}|Cu, os íons Cu^{2+} são depositados no cátodo; no ânodo (Zn) os íons Zn^{2+} são formados, não depositados.
Passo 6
Síntese final do raciocínio: a única afirmativa que vale sempre para o ânodo de qualquer célula voltaica é que ali ocorre oxidação (II). A afirmativa I depende do tipo de eletrodo (pode ou não dissolver-se), e a afirmativa III descreve um processo de redução que acontece no cátodo, não no ânodo.
Resposta
(B) II only