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Questão de Química — Cinética Química — CESPE / CEBRASPE 2025

QuímicaCinética Química
Código
ce221677
Banca
CESPE / CEBRASPE
Órgão
UERR
Ano
2025
Nível
Médio
Cargo
Vestibular
Um pequeno diodo emissor de luz — light-emitting diode (LED) — pode ser aceso com uma pilha eletroquímica construída em laboratório, utilizando-se eletrodos metálicos e soluções contendo íons metálicos. Considere uma montagem que emprega eletrodos de zinco metálico e cobre metálico, mergulhados, respectivamente, em soluções de Zn²⁺ e Cu²⁺, conectadas por uma ponte salina. Esse sistema gera corrente elétrica a partir de uma reação de oxirredução espontânea. Com o tempo, observa-se uma diminuição na intensidade do brilho do LED. Considere que, nessa pilha, ocorra a seguinte reação global.Zn(s) + Cu²+(aq) → Zn²+(aq) + Cu(s)Acerca desse contexto hipotético, assinale a opção correta.
  1. AO comportamento da pilha pode ser explicado por propriedades periódicas, pois o cobre tem menor afinidade eletrônica que o zinco, favorecendo sua oxidação.
  2. BA produção de energia elétrica nesse sistema depende apenas da quantidade de matéria presente, conforme previsto na lei de Avogadro.
  3. CA reação de oxirredução entre zinco e cobre ocorre com o zinco atuando como agente oxidante e o cobre como agente redutor, sendo este o motivo da produção de corrente elétrica.
  4. DO enfraquecimento da corrente luminosa ao longo do tempo pode estar relacionado à diminuição da concentração de íons no sistema, o que afeta diretamente a velocidade da reação segundo os princípios da cinética química.
  5. EO sistema atinge um estado de equilíbrio químico dinâmico, no qual as reações de oxidação e redução se anulam, mantendo uma corrente positiva constante.
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GabaritoD — O enfraquecimento da corrente luminosa ao longo do tempo pode estar relacionado à diminuição da concentração de íons no sistema, o que afeta diretamente a velocidade da reação segundo os princípios da cinética química.

Comentário gerado por IA. É um apoio ao estudo, ancorado em fontes, mas pode conter imprecisões — confira sempre na fonte oficial (lei, súmula, edital e gabarito da banca). Encontrou um erro? Use “Reportar”.

Pilha eletroquímica de Zn/Cu – análise das alternativas

Gabarito: letra D. A diminuição da concentração dos íons reagentes ao longo do tempo reduz a velocidade da reação, conforme os princípios da cinética química, explicando a queda na intensidade luminosa do LED.

A questão aborda o funcionamento de uma pilha de Daniell (Zn/Cu) e os fatores que influenciam a corrente elétrica gerada. É essencial compreender os papéis de oxidação e redução, bem como a relação entre concentração e velocidade de reação.

  1. 1Zn oxida (agente redutor)
  2. 2Cu²⁺ reduz (agente oxidante)
  3. 3Gera corrente elétrica
  4. 4Consumo de reagentes reduz concentração
  5. 5Velocidade da reação diminui
  6. 6Brilho do LED enfraquece
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Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que o cobre tem menor afinidade eletrônica que o zinco, favorecendo sua oxidação. Na pilha Zn/Cu, o zinco oxida (perde elétrons) e o cobre reduz (ganha elétrons). O cobre possui maior potencial padrão de redução (E° = +0,34 V) que o zinco (E° = -0,76 V), indicando maior tendência a ganhar elétrons. Logo, a afinidade eletrônica do cobre é maior, não menor, e ele sofre redução, não oxidação. O erro está em inverter o comportamento.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Alega que a produção de energia elétrica depende apenas da quantidade de matéria, conforme a lei de Avogadro. A lei de Avogadro relaciona volume e quantidade de matéria de gases, não se aplica diretamente a pilhas. A energia elétrica gerada depende da diferença de potencial entre os eletrodos e da quantidade de carga transferida (proporcional ao número de mols de elétrons), mas não exclusivamente da quantidade de matéria, e a lei de Avogadro é irrelevante aqui.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Inverte os papéis de agente oxidante e redutor. Na reação Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s), o zinco sofre oxidação (perde elétrons) e atua como agente redutor; o Cu²⁺ sofre redução (ganha elétrons) e atua como agente oxidante. A alternativa diz o oposto, o que contraria a definição.

Alternativa D — ✅ Correta ⟵ GABARITO

O enfraquecimento da corrente luminosa ao longo do tempo ocorre porque os reagentes (Zn e Cu²⁺) são consumidos, reduzindo suas concentrações. A velocidade de uma reação eletroquímica depende das concentrações dos íons (lei de velocidade), e a corrente elétrica é proporcional a essa velocidade. Assim, a diminuição da concentração reduz a taxa de reação e, consequentemente, a corrente gerada, explicando o brilho decrescente do LED – conceito de cinética química.

Alternativa E — ❌ Incorreta

Descreve o equilíbrio químico como mantendo corrente positiva constante. Em uma pilha, a reação espontânea ocorre até que a diferença de potencial se anule (célula descarregada). No equilíbrio, as velocidades das reações direta e inversa se igualam, mas a corrente líquida é zero. A alternativa afirma que as reações se anulam "mantendo uma corrente positiva constante", o que é contraditório: se anulam, a corrente cessa.

Gabarito: letra D.

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