Questão 85 da UNICAMP 2015

Trata-se de uma célula a combustível de hidrogênio, que produz água a partir de \ce{O2} e \ce{H2}.

O esquema mostra o \ce{O2} (círculos pretos) entrando pelo lado de A, e o \ce{H2} (círculos brancos) entrando pelo lado de B. Os círculos pretos atravessam o eletrólito de A para B e, em B, reagem com o hidrogênio para formar água.

1. Em A (cátodo, onde ocorre a redução), o oxigênio ganha elétrons:
   

   \ce{O2 + 4 e^- -> 2 O^{2-}}
   
   O círculo preto que migra é, portanto, o ânion \ce{O^{2-}}. O íon \ce{O^{2+}} não se forma, pois o oxigênio é muito eletronegativo e ganha elétrons.

2. Em B (ânodo, onde ocorre a oxidação), o hidrogênio reage com o íon óxido:
   

   \ce{H2 + O^{2-} -> H2O + 2 e^-}

3. Os elétrons são liberados em B e percorrem o fio externo de B para A.

4. A corrente elétrica convencional tem sentido oposto ao do fluxo de elétrons, então vai de A para B no circuito externo.

Conclusão: a corrente flui de A para B e o círculo preto é \ce{O^{2-}}.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa C engana quem confunde o sentido dos elétrons (B para A) com o da corrente convencional (A para B).

Por que as outras alternativas estão erradas

• BUsa o sentido dos elétrons como se fosse o da corrente e indica o íon impossível \ce{O^{2+}}.
• CIdentifica corretamente o \ce{O^{2-}}, mas troca o sentido da corrente, que é o sentido dos elétrons (B para A).
• DAcerta o sentido da corrente, mas o íon \ce{O^{2+}} não existe, pois o oxigênio é reduzido e forma ânion.

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

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