Questão 117 Enem 2021 - dia 2 - Matemática e Ciências da natureza

Questão 117

Pilha

O quadro lista alguns dispositivos eletrônicos que estão presentes no dia a dia, bem como a faixa de força eletromotriz necessária ao seu funcionamento.

Dispositivo eletrônico		Faixa de força eletromotriz (V)
I	Relógio de parede	1,2 a 1,5
II	Celular	3,5 a 3,8
III	Câmera digital	7,5 a 7,8
IV	Carrinho de controle remoto	10,5 a 10,9
V	Notebook/Laptop	19,5 a 20,0

Considere que uma bateria é construída pela associação em série de três pilhas de lítio-iodo, nas condições-padrão, conforme as semiequações de redução apresentadas.

$I_{2} + 2 e^{-} \to 2 I^{-} E^{º} = + 0, 54 V$

$L i^{+} + e^{-} \to L i E^{º} = - 3, 05 V$

Essa bateria é adequada para o funcionamento de qual dispositivo eletrônico?

a)	I
b)	II
c)	III
d)	IV
e)	V

Resolução

No funcionamento da pilha de lítio-iodo ocorre a redução do $I_{2}$ , por apresentar maior potencial de redução (Eº), e a oxidação do Li, de menor potencial de redução:

$R e d u ç ã o : I_{2} + 2 e^{-} \to 2 I^{-} C á t o d o (+) O x i d a ç ã o : 2 L i \to 2 L i^{+} + 2 e^{-} Â n o d o (-) R e a ç ã o g l o b a l : 2 L i + I_{2} \to 2 L i^{+} + 2 I^{-}$

A força eletromotriz padrão da pilha de lítio-iodo pode ser calculada como:

$∆ E^{0} = E_{R e d}^{0} (c á t o d o) - E_{R e d}^{0} (â n o d o) ∆ E^{0} = 0, 54 - (- 3, 04) \to ∆ E^{0} = + 3, 59 V$

Na associação de pilhas em série, a tensão (força eletromotriz ou ddp) deve ser somada. Portanto, por essa bateria ser formada por três pilhas em série, a força eletromotriz total ( $∆ E_{t o t a l}$ ) é:

$∆ E_{t o t a l}^{0} = 3 . 3, 59 V \to ∆ E_{t o t a l}^{0} = + 10, 77 V$

Observando a tabela, o único dispositivo eletrônico que tem um intervalo de valores de força eletromotriz que engloba o 10,77 V é o IV.