ENEM 2018 · Ciências da Natureza · Física
Questão 93 do ENEM 2018
Resposta: letra D. A questão apresenta uma suposta pilha arqueológica e pede para identificar o cátodo entre os componentes listados. Com base nos potenciais-padrão de redução fornecidos, o tubo de cobre (Cu) tem o potencial mais positivo (+0,34 V), o que o torna o cátodo, pois é onde ocorre a redução na pilha eletroquímica.
Em 1938 o arqueólogo alemão WIlhelm Kõnlg, diretor do Museu Nacional do Iraque, encontrou um objeto estranho na coleção da Instituição, que poderia ter sido usado como uma pilha, similar às utilizadas em nossos dias. A suposta pilha, datada de cerca de 200 a.C., é constituída de um pequeno vaso de barro (argila) no qual foram instalados um tubo de cobre, uma barra de ferro (aparentemente corroída por ácido) e uma tampa de betume (asfalto), conforme ilustrado. Considere os potenciais-padrão de redução: (Fe^+|Fe) = -0,4: 4 V; (H+|H.) = 0,00 V; e (Cu^+|Cu) = +0,34 V.




Nessa suposta pilha, qual dos componentes atuaria como cátodo?
- AA tampa de betume.
- BO vestígio de ácido.
- CA barra de ferro.
- DO tubo de cobre.Resposta correta
- EO vaso de barro.
Como resolver a questão 93 passo a passo?
O conceito que resolve
Em uma pilha eletroquímica, o cátodo é o eletrodo onde ocorre a reação de redução. O potencial-padrão de redução (E°) é uma medida da tendência de uma substância a ganhar elétrons. O eletrodo com o E° mais positivo será o cátodo, pois ele tem a maior afinidade por elétrons em comparação com os outros componentes da pilha.
Como chegar na resposta
- Analise os potenciais-padrão de redução fornecidos: Fe = -0,44 V, H = 0,00 V, Cu = +0,34 V.
- Identifique o componente com o potencial mais positivo, pois este será o cátodo. Aqui, o cobre (Cu) tem E° = +0,34 V, que é o maior valor.
- Verifique se o componente identificado corresponde a um dos eletrodos da pilha descrita. O tubo de cobre é um dos componentes principais da pilha, confirmando que ele é o cátodo.
Por que cada alternativa
- AA tampa de betume não é um eletrodo e não participa da reação de redução.
- BO vestígio de ácido é um eletrólito ou um subproduto da reação, não um eletrodo.
- CA barra de ferro tem um potencial negativo (-0,44 V), o que a torna o ânodo, não o cátodo.
- DO tubo de cobre tem o potencial mais positivo (+0,34 V), o que o torna o cátodo.
- EO vaso de barro é o recipiente da pilha, não um eletrodo.
Onde essa questão derruba a maioria
A pegadinha comum é confundir o cátodo com o ânodo ou assumir que o material mais nobre (como o cobre) é sempre o cátodo sem verificar os potenciais. Aqui, o texto fornece os E° explicitamente, tornando a identificação direta, mas a confusão pode surgir se alguém não lembrar que o cátodo é definido pelo potencial mais positivo.
O que estudar se você errou
Para revisar, é importante entender a definição de cátodo e ânodo em termos de reação de redução e oxidação. Além disso, é crucial saber interpretar a tabela de potenciais-padrão de redução e relacioná-la com a estrutura da pilha para identificar corretamente os eletrodos.
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