Física — Termodinâmica Múltipla Escolha

As pilhas, em seu formato atual, são sucessoras da célula de Leclanché, que apresenta como princípio de funcionamento ter como ânodo um cilindro externo de zinco metálico, separado dos demais componentes e soluções da pilha por um meio poroso. O catodo é o eletrodo central de grafite, coberto por uma camada de dióxido de manganês, carvão em pó e uma pasta úmida contendo cloreto de amônio e cloreto de zinco. Considerando que o potencial padrão de redução do grafite é de +0,65V e o do Zinco é de -0,76V, qual o potencial que esta pilha vai gerar?

As pilhas, em seu formato atual, são sucessoras da célula de Leclanché, que apresenta como princípio de funcionamento ter como ânodo um cilindro externo de zinco metálico, separado dos demais componentes e soluções da pilha por um meio poroso. O catodo é o eletrodo central de grafite, coberto por uma camada de dióxido de manganês, carvão em pó e uma pasta úmida contendo cloreto de amônio e cloreto de zinco. Considerando que o potencial padrão de redução do grafite é de +0,65V e o do Zinco é de -0,76V, qual o potencial que esta pilha vai gerar?

  1. E° = +1,41 V
  2. E° = 0,11 V
  3. E° = -0,46 V
  4. E° = -0,76 V

Resolução completa

Explicação passo a passo

A
Alternativa A

Alternativa A - E^\circ = +1,41\,V

Para calcular o potencial padrão da pilha (E^\circ_{pilha}), utilizamos a diferença entre os potenciais de redução do cátodo e do ânodo.

Conceitos Fundamentais

Em uma pilha galvânica (bateria comum), ocorre uma reação espontânea onde:

  • Cátodo: Local da redução (ganho de elétrons). Possui o maior potencial de redução.
  • Ânodo: Local da oxidação (perda de elétrons). Possui o menor potencial de redução.

A fórmula para o cálculo é:
E^\circ_{pilha} = E^\circ_{cátodo} - E^\circ_{ânodo}

Análise da Questão

Com base nos dados fornecidos no enunciado:

EletrodoPotencial de Redução (E^\circ)Função na Pilha
Grafite (MnO₂)+0,65\,VCátodo (Maior valor)
Zinco (Zn)-0,76\,VÂnodo (Menor valor)

Aplicando na fórmula:

  1. Substituímos os valores:
    E^\circ_{pilha} = (+0,65\,V) - (-0,76\,V)
  2. Realizamos a subtração (lembrando que menos com menos vira mais):
    E^\circ_{pilha} = 0,65 + 0,76
    E^\circ_{pilha} = +1,41\,V

Portanto, o potencial gerado pela pilha é de $+1,41\,V$, correspondendo à alternativa A.

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