O quadro lista alguns dispositivos eletrônicos que estão presentes no dia a dia, bem como a faixa de força eletromotriz necessária ao seu funcionamento.
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^- \rightarrow 2\,I^- \qquad E^\circ = +0{,}54\ \mathrm{V}
Li^+ + e^- \rightarrow Li \qquad E^\circ = -3{,}05\ \mathrm{V}
Essa bateria é adequada para o funcionamento de qual dispositivo eletrônico?
Esta questão avalia o conceito de força eletromotriz (fem) de pilhas eletroquímicas e associação de pilhas em série.
Para determinar a fem de uma pilha de lítio-iodo, identifica-se o cátodo (redução) e o ânodo (oxidação):
Cátodo (redução): \text{I}_2 + 2e^- \rightarrow 2\text{I}^-, E^\circ = +0{,}54\ \text{V}
Ânodo (oxidação): \text{Li} \rightarrow \text{Li}^+ + e^-, E^\circ = +3{,}05\ \text{V} (invertido da redução)
A fem de cada pilha é calculada como:
E^\circ_{\text{pilha}} = E^\circ_{\text{cátodo}} - E^\circ_{\text{ânodo (redução)}} = +0{,}54 - (-3{,}05) = 3{,}59\ \text{V}
Com 3 pilhas em série, as tensões se somam:
E^\circ_{\text{bateria}} = 3 \times 3{,}59 = 10{,}77\ \text{V}
Comparando com a tabela, o valor 10,77 V está dentro da faixa de 10,5 a 10,9 V, que corresponde ao carrinho de controle remoto. Os demais dispositivos exigem faixas incompatíveis: o relógio e o celular precisam de tensões muito menores, a câmera digital requer em torno de 7,5 V, e o notebook necessita de quase 20 V.
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