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°(Fe2+|Fe) = −0,44 V; E°(H+|H2) = 0,00 V; e E°(Cu2+|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?
Esta questão avalia o conceito de pilhas eletroquímicas, especificamente a identificação do cátodo em uma célula galvânica com base nos potenciais-padrão de redução.
Em uma pilha, o cátodo é o eletrodo onde ocorre a redução (ganho de elétrons), e corresponde ao material com maior potencial de redução. O ânodo, por sua vez, é onde ocorre a oxidação (perda de elétrons), correspondendo ao material com menor potencial de redução.
Comparando os potenciais fornecidos:
O cobre possui o maior potencial de redução (+0{,}34 \text{ V}), logo tende a ser reduzido. Portanto, o tubo de cobre atua como cátodo, onde ocorre a semirreação:
\text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu}
Já a barra de ferro, com potencial de -0{,}44 \text{ V}, possui menor potencial e atua como ânodo, sendo oxidada:
\text{Fe} \rightarrow \text{Fe}^{2+} + 2e^-
A tampa de betume e o vaso de barro são componentes estruturais (isolante e recipiente), e o vestígio de ácido funciona como eletrólito — condutor iônico que permite o fluxo de íons entre os eletrodos —, mas nenhum deles é um eletrodo.
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