Questão 31
ENEM 2017
(ENEM - 2017)
A invenção do LED azul, que permite a geração de outras cores para compor a luz branca, permitiu a construção de lâmpadas energeticamente mais eficientes e mais duráveis do que as incandescentes e fluorescentes. Em um experimento de laboratório, pretende-se associar duas pilhas em série para acender um LED azul que requer 3,6 volts para o seu funcionamento.
Considere as semirreações de redução e seus respectivos potenciais mostrados no quadro.
Qual associação em série de pilhas fornece diferença de potencial, nas condições-padrão, suficiente para acender o LED azul?
Gabarito:
Resolução:
A) Uma célula de cério-níquel em série com uma célula de zinco-dicromato.
A ddp da célula de césio-níquel é de E1 = 1,61 - (-0,25) = 2,86 V, sendo o polo positivo no eletrodo de grafite da solução de cério.
A ddp da célula de zinco-dicromato é de E2 = 1,33 - (-0,76) = 2,09 V, sendo o polo positivo no eletrodo de grafite da solução de dicromato.
Desse modo, temos duas pilhas ligadas em série mas com os polos correspondentes juntos. Desse modo, uma delas trabalhará como gerador e a outra como receptor, sendo a ddp resultante igual a E = |E1 - E2| = 0,23 V.
B) Uma célula de cério-zinco em série com uma célula de níquel-cromato.
De modo análogo, calculamos as ddps das duas células:
E1 = 1,61 - (-0,76) = 2,37 V, polo positivo no cério
E2 = 1,33 - (-0,25) = 1,58 V, polo positivo no dicromato
Novamente, temos duas pilhas ligadas em série com os polos correspondentes juntos. Assim, a ddp final será E = |E1 - E2| = 1,29 V
C) Uma célula de cério-zinco em série com uma célula de níquel-cromato.
A diferença entre (c) e (b) é que em (c) os polos opostos estão juntos. Nesse caso, a ddp da associação é a soma das ddps das pilhas: E = E1 + E2 = 3,95 V
D) Uma célula de cério-dicromato e uma de zinco-níquel:
E1 = 1,61 - (1,33) = 0,28 V, polo positivo no cério
E2 = -0,25 - (-0,76) = 0,51 V, polo positivo no níquel
As duas pilhas estão ligadas com os polos opostos juntos, assim a ddp é: E = E1 + E2 = 0,79 V
E) Mesmo caso de (d), mas com os polos de mesmo sinal juntos: E = |E1 - E2| = 0,23 V