Questão 121 do ENEM 2017 comentada
Veja como calcular a tensão de pilhas em série a partir dos potenciais de redução.
A invenção do LED azul, que permite a geração de outras cores para compor a luz branca, permitiu a construção de lâmpadas energeticamente mais eficientes e mais duráveis do que as incandescentes e fluorescentes. Em um experimento de laboratório, pretende-se associar duas pilhas em série para acender um LED azul que requer 3,6 volts para o seu funcionamento. Considere as semirreações de redução e seus respectivos potenciais mostrados no quadro.
Qual associação em série de pilhas fornece diferença de potencial, nas condições-padrão, suficiente para acender o LED azul?
- A
- B
- C
- D
- E
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Ver a resposta e a resolução
O que a questão cobra
A questão exige comparar os potenciais de redução para encontrar a tensão de cada pilha. Também é preciso observar na figura se as pilhas estão associadas para somar suas tensões.
Resolução
requer 3,6 volts para o seu funcionamento.
Em cada pilha, a tensão é a diferença entre o potencial de redução do cátodo e o do ânodo. Na alternativa C, o zinco sofre oxidação, enquanto Ce⁴⁺ sofre redução na primeira pilha. Na segunda, Ni sofre oxidação, enquanto o dicromato sofre redução. A figura mostra esses eletrodos ligados em série de modo que as tensões se somam.
Primeira pilha: 1,61 − (−0,76) = 2,37 V.
Segunda pilha: 1,33 − (−0,25) = 1,58 V.
Tensão total: 2,37 + 1,58 = 3,95 V.
Como 3,95 V supera os 3,6 V exigidos pelo LED, a associação da alternativa C fornece tensão suficiente. Nas demais opções, as tensões são menores ou estão associadas em oposição, de modo que não atingem o valor necessário.
Alternativa por alternativa
- A
A associação coloca em oposição pilhas de 1,86 V e 2,09 V, resultando em 0,23 V, insuficiente para o LED.
- B
As pilhas de 2,37 V e 1,58 V ficam em oposição, resultando em 0,79 V, abaixo do necessário.
- C
Correta. As pilhas fornecem 2,37 V e 1,58 V em associação que soma as tensões. O total de 3,95 V é suficiente para acender o LED.
- D
As tensões das pilhas são 0,28 V e 0,51 V; somadas, chegam a 0,79 V, valor insuficiente.
- E
As pilhas de 0,28 V e 0,51 V ficam em oposição, resultando em 0,23 V, insuficiente para o funcionamento do LED.
Para lembrarEm uma pilha, E° = E°red do cátodo − E°red do ânodo; em série, as tensões podem se somar ou se opor.
Resolução escrita com ajuda de IA a partir do gabarito oficial e revisada por um segundo modelo antes de ir ao ar. Achou erro? Avise a gente.
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