Questão de Ciências da Natureza e suas Tecnologias #019e5c01

Enunciado da Questão

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

#Eletroquímica

Médio

Em 1938 o arqueólogo alemão Wilhelm König, diretor do Museu Nacional do Iraque, encontrou um objeto estranho na coleção da instituição, que poderia ter sido usado como uma pilha, similar às utilizadas em nossos dias. A suposta pilha, datada de cerca de 200 a.C., é constituída de um pequeno vaso de barro (argila) no qual foram instalados um tubo de cobre, uma barra de ferro (aparentemente corroída por ácido) e uma tampa de betume (asfalto), conforme ilustrado. Considere os potenciais-padrão de redução: $E (Fe^{2 +} ∣ Fe) = - 0, 44 V$ ; $E (H^{+} ∣ H_{2}) = 0, 00 V$ ; e $E (Cu^{2 +} ∣ Cu) = + 0, 34 V$ .

As pilhas de Bagdá e a acupuntura. Disponível em: http://jornalggn.com.br. Acesso em: 14 dez. 2014 (adaptado).

Nessa suposta pilha, qual dos componentes atuaria como cátodo?

A tampa de betume.

O vestígio de ácido.

A barra de ferro.

O tubo de cobre.

Correta

O vaso de barro.

Explicação Oficial / Explicações da Comunidade

O cátodo é o eletrodo onde ocorre a redução, ou seja, onde a espécie química ganha elétrons. Na pilha descrita, os potenciais-padrão de redução fornecidos indicam que o $Cu^{2 +}$ tem o maior potencial de redução ( $+ 0, 34 V$ ), sendo o agente oxidante mais forte. Portanto, o cobre ( $Cu^{2 +}$ ) presente no tubo de cobre sofre redução, transformando-se em cobre metálico. Assim, o tubo de cobre atua como cátodo. A tampa de betume é um isolante e não participa das reações redox. O vestígio de ácido atua como eletrólito, permitindo a condução iônica, mas não é o cátodo. A barra de ferro, com potencial de redução menor ( $- 0, 44 V$ ), sofre oxidação (perde elétrons), funcionando como ânodo. O vaso de barro é apenas o recipiente, não participa das reações eletroquímicas.