PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 26 da UNICAMP 2012

1ª fase · Química: Pilhas e potencial de redução

TEXTO PARA AS QUESTÕES 26 E 27 · Q

Atualmente há um número cada vez maior de equipamentos elétricos portáteis e isto tem levado a grandes esforços no desenvolvimento de baterias com maior capacidade de carga, menor volume, menor peso, maior quantidade de ciclos e menor tempo de recarga, entre outras qualidades.

Desenvolveu-se, recentemente, uma bateria com uma grande capacidade de carga e número de ciclos, além de rapidez de recarga. Simplificadamente, no funcionamento dessa bateria ocorre uma deposição de lítio metálico num eletrodo de estanho e carbono (\ce{Sn/C}), enquanto num eletrodo de carbono e sulfeto de lítio (\ce{Li2S/C}) liberam-se o íon lítio e o enxofre elementar. Considerando essas informações, pode-se afirmar que no funcionamento da bateria ocorre

  1. A
    uma reação de redução no eletrodo de \ce{Sn/C} e uma reação de oxidação no eletrodo \ce{Li2S/C}, e essas reações não se invertem no seu processo de recarga.
  2. B
    uma reação de oxidação no eletrodo de \ce{Sn/C} e uma reação de redução no eletrodo \ce{Li2S/C}, e essas reações se invertem no seu processo de recarga.
  3. C
    uma reação de oxidação no eletrodo de \ce{Sn/C} e uma reação de redução no eletrodo \ce{Li2S/C}, e essas reações não se invertem no seu processo de recarga.
  4. D
    uma reação de redução no eletrodo de \ce{Sn/C} e uma reação de oxidação no eletrodo \ce{Li2S/C}, e essas reações se invertem no seu processo de recarga.
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Resolução comentada

Oxidação é a perda de elétrons (o Nox aumenta); redução é o ganho de elétrons (o Nox diminui).

No eletrodo de \ce{Sn/C} ocorre a deposição de lítio metálico, ou seja, o íon lítio vira lítio metálico:

\ce{Li+ + e- -> Li}

O Nox do lítio vai de +1 para 0, então há redução nesse eletrodo.

No eletrodo de \ce{Li2S/C} liberam-se \ce{Li+} e enxofre elementar:

\ce{Li2S -> 2 Li+ + S + 2 e-}

O Nox do enxofre vai de -2 para 0, então há oxidação nesse eletrodo.

Quanto à recarga: a bateria é recarregável, e isso significa que, ao se aplicar uma corrente externa, as reações ocorrem no sentido contrário. O lítio metálico volta a \ce{Li+} e o enxofre volta a \ce{S^2-}. O texto fala justamente em grande número de ciclos, o que só é possível se as reações se invertem.

Portanto: redução no \ce{Sn/C}, oxidação no \ce{Li2S/C}, e as reações se invertem na recarga.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Aidentifica certo redução e oxidação, mas diz que as reações não se invertem, o que contradiz uma bateria recarregável.
  • Btroca os processos: o lítio que se deposita sofre redução, não oxidação, e o enxofre é oxidado.
  • Ctroca redução e oxidação nos eletrodos e ainda nega a inversão na recarga.

Assuntos: Pilhas e potencial de redução, Reações de oxirredução e balanceamento redox.

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Fonte: Comvest/Vestibular Unicamp 2012. Prova oficial ↗