Ciências da NaturezaEletroquímica (Pilhas, Baterias e Eletrólise)Médio

Questão de Eletroquímica (Pilhas, Baterias e Eletrólise) — ENEM

Em um laboratório de pesquisa de materiais, engenheiros avaliam a viabilidade de uma célula galvânica formada por um eletrodo de níquel e um eletrodo de cobre para aplicações em sensores industriais. Eles consultam uma tabela de potenciais-padrão de redução e anotam os seguintes valores: para a semirreação Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu, o potencial é +0,34 V; para a semirreação Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni, o potencial é −0,26 V. O engenheiro-chefe lembra que o eletrodo de maior potencial de redução atua como cátodo e que a ddp é calculada por ddp = E°cátodo − E°ânodo. Uma célula é viável apenas se a ddp for positiva, indicando reação espontânea. Com base nesses dados e no critério de espontaneidade, qual é a ddp calculada e qual eletrodo atua como cátodo nessa célula?
A+0,08 V; o níquel atua como cátodo.
B+0,60 V; o cobre atua como cátodo.
C−0,60 V; o níquel atua como cátodo.
D+0,34 V; o cobre atua como cátodo.
E+0,60 V; o níquel atua como cátodo.

Gabarito comentado

Na montagem de uma célula galvânica, o eletrodo de maior E° de redução atua como cátodo e o de menor E° como ânodo. A ddp é sempre calculada como E°cátodo − E°ânodo. Um valor positivo garante espontaneidade. Nessa célula Ni–Cu, a ddp de +0,60 V mostra que o sistema é viável para gerar eletricidade.

Resolução passo a passo

O cobre tem maior potencial de redução (+0,34 V) em relação ao níquel (−0,26 V), portanto o cobre atua como cátodo (redução) e o níquel como ânodo (oxidação). Aplicando ddp = E°cátodo − E°ânodo = (+0,34) − (−0,26) = 0,34 + 0,26 = +0,60 V. O resultado positivo confirma que a célula é espontânea e viável. O valor +0,08 V resulta de subtrair os módulos de forma incorreta (0,34 − 0,26), ignorando o sinal do ânodo. O valor −0,60 V inverteria cátodo e ânodo. O valor +0,34 V usa só o potencial do cobre, esquecendo a contribuição do níquel. A quinta opção calcula a ddp corretamente, contudo coloca o níquel como cátodo, o que inverte a atribuição, dado que o cátodo deve ser o eletrodo de maior potencial de redução. Apenas +0,60 V com cobre como cátodo está correto.

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