As pilhas são sistemas eletroquímicos que transformam energia química em energia elétrica por meio de reações de oxirredução espontâneas. No Ensino Médio, o estudo desse tema envolve identificar ânodo e cátodo, direção do fluxo de elétrons, papel da ponte salina, cálculo de potenciais e interpretação de situações do cotidiano.
Em problemas mais desafiadores, é importante relacionar a posição dos metais na série eletroquímica com a tendência de oxidação, prever o sentido da corrente e analisar o efeito das concentrações e das condições experimentais. As questões a seguir exploram esses pontos em contextos práticos e conceituais.
Questões sobre pilhas
Questão 01
Gabarito: alternativa B). Correto. O Zn perde elétrons no ânodo e o Cu os recebe no cátodo.
Questão 02
Gabarito: alternativa D). Correto. Mg tem maior tendência à oxidação e Cu à redução, gerando maior ddp.
Comentários por alternativa:
- A) Mg como cátodo não é a configuração espontânea esperada.
- B) Forma uma pilha válida, mas com ddp menor que Mg/Cu.
- C) A montagem inverte o sentido espontâneo da reação.
- D) Correto. Mg tem maior tendência à oxidação e Cu à redução, gerando maior ddp.
- E) A ordem está invertida em relação à espontaneidade da pilha.
Questão 03
Gabarito: alternativa A). Correto. O ferro oxida e a prata reduz, equilibrando elétrons com 2Ag+.
Comentários por alternativa:
- A) Correto. O ferro oxida e a prata reduz, equilibrando elétrons com 2Ag+.
- B) Essa reação representa o sentido inverso, não o espontâneo.
- C) A prata é monovalente nesse contexto, mas a reação está desequilibrada.
- D) Ag2+ não é a espécie usual da pilha descrita.
- E) Falta um agente oxidante na forma iônica para sustentar a reação.
Questão 04
Gabarito: alternativa E). Correto. A ponte salina fecha o circuito iônico e conserva a eletroneutralidade.
Comentários por alternativa:
- A) Ela permite o funcionamento da pilha sem misturar diretamente as soluções.
- B) Quem transporta elétrons é o circuito externo metálico.
- C) A ponte salina não altera diretamente a concentração do metal no eletrodo.
- D) A energia vem da reação redox espontânea das semicélulas.
- E) Correto. A ponte salina fecha o circuito iônico e conserva a eletroneutralidade.
Questão 05
Gabarito: alternativa C). Correto. E°pilha = E°cátodo – E°ânodo = 0,80 – (-0,30) = 1,10 V.
Comentários por alternativa:
- A) O sinal fica incoerente com uma pilha espontânea.
- B) Esse valor desconsidera o sinal do ânodo.
- C) Correto. E°pilha = E°cátodo – E°ânodo = 0,80 – (-0,30) = 1,10 V.
- D) Esse resultado surge de uma subtração incompleta.
- E) Não corresponde à diferença entre os potenciais dados.
Questão 06
Gabarito: alternativa B). Correto. No ânodo, o metal oxida e parte do sólido vira íons em solução.
Comentários por alternativa:
- A) O depósito metálico ocorre no cátodo, não no ânodo.
- B) Correto. No ânodo, o metal oxida e parte do sólido vira íons em solução.
- C) Em pilhas, há consumo líquido de reagentes, não equilíbrio.
- D) Ganho de elétrons caracteriza redução, típica do cátodo.
- E) A ponte salina não dissolve o eletrodo; ela só permite migração iônica.
Questão 07
Gabarito: alternativa E). Correto. O metal com menor potencial de redução sofre oxidação.
Comentários por alternativa:
- A) A deposição ocorre no cátodo, não no ânodo.
- B) Inverte o sentido espontâneo indicado pelos potenciais.
- C) Uma pilha precisa de oxidação e redução simultâneas, não duas reduções.
- D) A ponte salina conduz íons, não elétrons entre metais.
- E) Correto. O metal com menor potencial de redução sofre oxidação.
Questão 08
Gabarito: alternativa A). Correto. Na descarga, o sulfato de chumbo se forma e o ácido é consumido.
Comentários por alternativa:
- A) Correto. Na descarga, o sulfato de chumbo se forma e o ácido é consumido.
- B) A água é produzida em parte do processo, não o principal reagente consumido.
- C) O ácido não é regenerado na descarga; isso ocorre na carga.
- D) PbSO4 é produto da descarga, não reagente principal.
- E) Íons participam ativamente do processo eletroquímico.
Questão 09
Gabarito: alternativa D). Correto. A pilha de concentração busca reduzir a diferença entre as soluções.
Comentários por alternativa:
- A) A deposição tende a ocorrer no lado mais concentrado, não no diluído.
- B) Esse sentido ocorre ao contrário do espontâneo.
- C) As semirreações são opostas, não iguais.
- D) Correto. A pilha de concentração busca reduzir a diferença entre as soluções.
- E) A ponte salina ajuda a manter o circuito iônico, não bloqueia o processo.
Questão 10
Gabarito: alternativa C). Correto. O potencial é intensivo e não muda com a multiplicação da equação.
Comentários por alternativa:
- A) Dobrar a equação não dobra o potencial; dobra a carga envolvida.
- B) Dividir pela metade não se aplica ao potencial por balanceamento.
- C) Correto. O potencial é intensivo e não muda com a multiplicação da equação.
- D) O sinal não muda por multiplicar a reação.
- E) Também não há inversão de sinal nesse caso.
Comentários por alternativa: