🚀 AVALIAÇÃO FORMATIVA: ELETROQUÍMICA – TURMA 2ºA 🚀

O grupo de ARTHUR HENRIQUE LUZ PORTO está a criar uma apresentação sobre a evolução das fontes de energia. Eles têm uma linha do tempo que mostra as experiências de Luigi Galvani com rãs em 1780, a invenção da Pilha Voltaica em 1800, e o desenvolvimento da bateria de chumbo-ácido em 1859. Analisando a cronologia, qual evento serviu de inspiração direta para Alessandro Volta criar a primeira pilha?

• A invenção da Garrafa de Leyden, que já era uma forma de bateria recarregável.

• O desenvolvimento da bateria de chumbo-ácido por Gaston Planté.

• As experiências de Luigi Galvani com a "eletricidade animal" em rãs.

• A otimização das baterias com múltiplas células por Émile A. Faure.

• A descoberta do processo de eletrólise para decompor substâncias com eletricidade.

Answer explanation

As experiências de Luigi Galvani com a 'eletricidade animal' em rãs inspiraram Alessandro Volta a explorar a eletricidade, levando à criação da primeira pilha, a Pilha Voltaica, em 1800.

Ao comparar uma pilha comum com uma bateria recarregável, o estudante DANIEL AUGUSTO SANTANA GUIMARÃES aprendeu que uma pilha (célula primária) é uma unidade única, geralmente não recarregável. Já uma bateria (célula secundária) é uma coleção de pilhas, projetada para que a sua reação química possa ser revertida por uma corrente externa. Qual característica, então, distingue uma bateria de uma pilha simples?

• As pilhas são sempre mais potentes que as baterias.

• As baterias são um conjunto de células galvânicas, geralmente recarregáveis, enquanto as pilhas são unidades únicas e, na sua maioria, não recarregáveis.

• Pilhas e baterias são a mesma coisa, a diferença está apenas no tamanho.

• Baterias não podem ser usadas em equipamentos portáteis, apenas pilhas.

• O termo "bateria" aplica-se apenas a dispositivos automotivos.

Answer explanation

A característica que distingue uma bateria de uma pilha simples é que as baterias são compostas por várias células galvânicas e geralmente são recarregáveis, enquanto as pilhas são unidades únicas e, na maioria, não recarregáveis.

Sabendo que, na fila de reatividade, o zinco (Zn) é mais reativo que o cobre (Cu), o que explica o fenômeno?

• O cobre da solução reagiu com a lâmina, intensificando a cor azul.

• O zinco, por ser mais reativo, oxidou e deslocou os íons de cobre da solução, que se reduziram e formaram o depósito metálico na lâmina.

• Não houve reação; o depósito avermelhado é ferrugem.

• O sulfato reagiu com o zinco, formando uma nova substância azulada.

• A mudança de cor ocorreu devido à evaporação da água.

Answer explanation

O zinco, sendo mais reativo, oxida e desloca os íons de cobre da solução. Esses íons se reduzem e formam um depósito metálico na lâmina, explicando a mudança de cor e a reação observada.

O estudante KAUÃ LOPES DA SILVA mergulhou a sua pulseira de cobre (Cu) numa solução de cloreto de sódio (NaCl). Uma reação de deslocamento só ocorre se o metal puro for mais reativo que o íon metálico na solução. Consultando uma fila de reatividade, sabe-se que o sódio (Na) é muito mais reativo que o cobre (Cu). O que se espera que aconteça?

• O cobre irá reagir, deslocando o sódio e formando uma camada de sódio metálico na pulseira.

• Nada acontecerá, pois o cobre não é reativo o suficiente para deslocar o sódio da solução.

• A pulseira de cobre irá dissolver-se completamente, libertando um gás.

• A solução de cloreto de sódio ficará verde devido à formação de íons de cobre.

• Ocorrerá uma explosão, pois a reação entre cobre e sódio é altamente exotérmica.

Answer explanation

Nada acontecerá, pois o cobre não é reativo o suficiente para deslocar o sódio da solução. O sódio é mais reativo que o cobre, portanto, não ocorre a reação de deslocamento.

Numa feira de ciências, PEDRO LUCAS ARAGÃO DA SILVA e CLARA BIANCA RODRIGUES SANTANA montaram um teste de condutividade. Eles observaram que uma lâmpada acendia ao mergulhar os fios de um circuito em água com sal (NaCl), mas não em água com açúcar (sacarose). Isso ocorre porque substâncias iônicas como o sal libertam íons em água, enquanto substâncias moleculares como o açúcar não. Qual a explicação para a lâmpada acender apenas na solução com sal?

• O açúcar isola a eletricidade, enquanto o sal é um supercondutor.

• A solução de sal contém íons livres (Na+ e Cl–) que transportam a carga elétrica, enquanto o açúcar se dissolve sem formar íons.

• A lâmpada utilizada possui um filamento que só reage em meios salinos.

• A água reage quimicamente com o sal para gerar eletricidade.

• A solução de açúcar é mais densa, o que impede o movimento dos elétrons.

Answer explanation

A lâmpada acende na solução com sal porque o sal se dissocia em íons (Na+ e Cl–) que conduzem eletricidade, enquanto o açúcar não forma íons ao se dissolver, não permitindo a condução elétrica.

A estudante GIOVANNA GARCIA NOVAES analisa a reação de formação da ferrugem: 4Fe(s)+3O2(g)→2Fe2O3(s). Ela sabe que o número de oxidação (Nox) de uma substância simples é zero. No composto Fe2O3, o Nox do oxigênio é -2. Para que o composto seja neutro, o Nox do ferro deve ser +3. Com base na variação do Nox, o que aconteceu com o ferro e o oxigênio?

• O ferro reduziu (ganhou elétrons) e o oxigênio oxidou (perdeu elétrons).

• O ferro oxidou (perdeu elétrons) e o oxigênio reduziu (ganhou elétrons).

• Ambos oxidaram.

• Ambos reduziram.

• Não houve alteração no Nox das espécies.

Answer explanation

O ferro, ao passar de 0 para +3, perdeu elétrons, caracterizando a oxidação. O oxigênio, com Nox de 0 para -2, ganhou elétrons, caracterizando a redução. Portanto, o ferro oxidou e o oxigênio reduziu.

Qual é o papel essencial da ponte salina para a geração de corrente?

• Servir como caminho para os elétrons se moverem entre os eletrodos.

• Aumentar a concentração das soluções, tornando a reação mais rápida.

• Fornecer elétrons adicionais ao sistema.

• Manter a neutralidade elétrica das soluções, permitindo a migração de íons para compensar a acumulação de cargas.

• Impedir que as soluções das duas cubas se misturem.

Answer explanation

A ponte salina é crucial para manter a neutralidade elétrica nas soluções, permitindo que íons migrem e compensem a acumulação de cargas, o que é essencial para a continuidade da corrente elétrica durante a reação.

O aluno FELIPE SABINO ALVES IZIDORO precisa calcular a ddp teórica de uma pilha de Daniell. A diferença de potencial (ΔE°) é calculada pela fórmula: ΔE°=Ered°(maior)−Ered°(menor). Os potenciais padrão de redução são: Ered°(Cu2+/Cu)=+0,34V e Ered°(Zn2+/Zn)=−0,76V. Qual o valor correto da ddp?

• -1,10 V

• +0,42 V

• +1,10 V

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Para calcular a ddp, usamos ΔE° = Ered°(Cu) - Ered°(Zn) = +0,34V - (-0,76V) = +0,34V + 0,76V = +1,10V. Portanto, a ddp correta é +1,10 V.

GABRIEL SILVA BARREIRA precisa fazer funcionar um carrinho que exige 6,0 V. Ele dispõe de quatro pilhas AA de 1,5 V cada. Sabendo que a associação de pilhas em série soma as voltagens individuais, qual deve ser a montagem das quatro pilhas?

• Ligar as quatro pilhas em paralelo.

• Usar apenas duas pilhas em série.

• Ligar as quatro pilhas em série.

• Ligar duas em série e as outras duas em paralelo.

• Ligar as quatro em paralelo, pois fornece a maior voltagem.

Answer explanation

Para obter 6,0 V, é necessário somar as voltagens das pilhas. Ligando as quatro pilhas AA de 1,5 V em série, a voltagem total será 6,0 V (1,5 V + 1,5 V + 1,5 V + 1,5 V). Portanto, a montagem correta é ligar as quatro pilhas em série.

A estudante SOPHIA MATIAS DE OLIVEIRA percebeu que a bateria de seu antigo telefone sem fio (de Níquel-Cádmio) "viciava", enquanto a bateria de seu smartphone (de Íão-Lítio) não. Este "vício" é conhecido como "efeito memória", um fenômeno que ocorre em baterias de Ni-Cd quando são recarregadas sem estarem totalmente descarregadas, reduzindo a sua capacidade. Qual fenômeno explica essa diferença?

• A toxicidade do Cádmio.

• O "efeito memória", que afeta as baterias de Ni-Cd, mas não as de Íão-Lítio.

• A diferença de voltagem nominal entre as baterias.

• A resistência interna das baterias de Íão-Lítio, que é muito maior.

• O número de ciclos de vida, que é menor nas baterias de Ni-Cd.

Answer explanation

O "efeito memória" é um fenômeno que afeta as baterias de Níquel-Cádmio, fazendo com que sua capacidade diminua se recarregadas antes de estarem totalmente descarregadas. Já as baterias de Íon-Lítio não sofrem desse efeito.