Questão de Química — Transformações Químicas e Energia — VUNESP 2025

Célula Galvânica: Notação IUPAC e Identificação de Eletrodos

Gabarito: letra E. Na notação IUPAC, o eletrodo à esquerda é sempre o anodo (onde ocorre a oxidação) e o da direita é o catodo (onde ocorre a redução). No diagrama Pt(s)│Cr³⁺(aq), Cr²⁺(aq)║Cu²⁺(aq)│Cu(s), o cobre é o catodo, e a reação global envolve 2 mols de elétrons por mol de espécie reduzida, pois cada Cu²⁺ ganha 2 elétrons para virar Cu⁰.

A notação de uma célula galvânica segue uma convenção internacional que organiza a informação de forma compacta. A barra simples (│) separa as fases dentro de um mesmo eletrodo, enquanto a barra dupla (║) representa a ponte salina, que separa fisicamente as duas semicélulas. O eletrodo escrito à esquerda é sempre o anodo, onde ocorre a oxidação (perda de elétrons), e o da direita é o catodo, onde ocorre a redução (ganho de elétrons). Essa convenção é universal e independe dos potenciais padrão de redução — é uma regra de representação, não uma consequência termodinâmica.

No caso apresentado, temos duas semicélulas. Na primeira, Pt(s)│Cr³⁺(aq), Cr²⁺(aq), a platina é um eletrodo inerte, pois não participa da reação química — ela apenas conduz os elétrons. Os íons cromo em solução são as espécies que sofrem oxirredução. Na segunda, Cu²⁺(aq)│Cu(s), o cobre metálico é o eletrodo ativo, participando diretamente da reação.

Para entender a reação global, precisamos identificar as semirreações. No anodo (esquerda), ocorre a oxidação do Cr²⁺ a Cr³⁺, liberando 1 elétron por íon: Cr²⁺ → Cr³⁺ + e⁻. No catodo (direita), ocorre a redução do Cu²⁺ a Cu⁰, ganhando 2 elétrons: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu⁰. Para balancear a carga, a semirreação do anodo deve ser multiplicada por 2, resultando em 2Cr²⁺ → 2Cr³⁺ + 2e⁻. Somando as duas semirreações, a reação global é: 2Cr²⁺ + Cu²⁺ → 2Cr³⁺ + Cu⁰, envolvendo 2 mols de elétrons transferidos por mol de Cu²⁺ reduzido.

A pegadinha clássica desta questão é confundir o papel da platina. Como ela aparece no diagrama, muitos candidatos assumem que é o catodo ou que participa da reação. Na verdade, a platina é um eletrodo inerte, usado apenas quando a espécie redox está em solução (como os íons cromo), e não há eletrodo metálico do próprio elemento. Ela não é oxidada nem reduzida — apenas fornece a superfície para a transferência de elétrons.

Guarde a regra de ouro: na notação IUPAC, esquerda = anodo (oxidação), direita = catodo (redução). E para contar elétrons, olhe a variação do número de oxidação da espécie que é reduzida — cada Cu²⁺ ganha 2 elétrons, então são 2 mols de elétrons por mol de Cu²⁺ reduzido. É exatamente essa combinação que as alternativas tentam embaralhar.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que a platina é o catodo. Na notação IUPAC, o catodo é o eletrodo da direita, que é o cobre (Cu(s)). A platina está no lado esquerdo, portanto é o anodo (e ainda por cima inerte). Além disso, a reação global envolve 2 mols de elétrons por mol de espécie reduzida, o que está correto, mas o erro no eletrodo invalida a alternativa.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Afirma que a platina é oxidada. Isso é um erro grave: a platina é um eletrodo inerte, não participa da reação química. Ela não é oxidada nem reduzida. A oxidação ocorre com o Cr²⁺, que perde elétrons para virar Cr³⁺. A segunda parte (2 mols de elétrons por mol de produto no catodo) até estaria correta, mas o erro na platina é decisivo.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Repete o erro da alternativa A: a platina não é o catodo, é o anodo inerte. Além disso, a afirmação sobre "1 mol de produto no anodo" envolvendo 2 mols de elétrons está incorreta. No anodo, a oxidação do Cr²⁺ libera 1 elétron por íon; para balancear com a redução do Cu²⁺ (que consome 2 elétrons), são necessários 2 mols de Cr²⁺ oxidados, gerando 2 mols de Cr³⁺. Ou seja, por mol de produto no anodo (Cr³⁺), é envolvido 1 mol de elétrons, não 2.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Afirma que o cobre é oxidado. Na verdade, o cobre é o catodo, onde ocorre a redução: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu⁰. O cobre ganha elétrons, não perde. A segunda parte (1 mol de elétrons por mol de produto no catodo) também está errada: cada Cu²⁺ reduzido consome 2 mols de elétrons, não 1.

Alternativa E — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Esta alternativa está correta em todos os pontos. O cobre é o catodo (eletrodo da direita na notação IUPAC), onde ocorre a redução do Cu²⁺ a Cu⁰. A reação global envolve 2 mols de elétrons por mol de espécie reduzida, pois cada Cu²⁺ ganha 2 elétrons. A semirreação de redução é Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu⁰, e a reação global balanceada é 2Cr²⁺ + Cu²⁺ → 2Cr³⁺ + Cu⁰, confirmando a transferência de 2 mols de elétrons.

Gabarito: letra E