Questão 118 do Enem 2019: o que se forma no ânodo da bateria zinco-ar

Enem 2019 · 2º dia · caderno azul · Química · Físico-química

Nos outros cadernos: amarelo 114 · cinza 125 · rosa 120

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E Zn(OH)₄²⁻ (aq).

Grupos de pesquisa em todo o mundo vêm buscando soluções inovadoras, visando a produção de dispositivos para a geração de energia elétrica. Dentre eles, pode-se destacar as baterias de zinco-ar, que combinam o oxigênio atmosférico e o metal zinco em um eletrólito aquoso de caráter alcalino. O esquema de funcionamento da bateria zinco-ar está apresentado na figura.

Bateria zinco-ar ligada a uma lâmpada: à esquerda, um eletrodo poroso recebe O2 do ar e forma OH-; no meio, uma membrana separadora; à direita, o eletrodo de zinco, onde se forma Zn(OH)4 2-

LI, Y.; DAI, H. Recent Advances in Zinc–Air Batteries. Chemical Society Reviews, v. 43, n. 15, 2014 (adaptado).

No funcionamento da bateria, a espécie química formada no ânodo é

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Resolução comentada

O que a questão pede

A espécie formada no ânodo da bateria zinco-ar.

Ânodo é onde há oxidação

Numa pilha, o ânodo é o polo onde ocorre a oxidação. Quem se oxida aqui é o zinco metálico, que perde elétrons.

O zincato

Em meio alcalino (com OH⁻), o zinco oxidado forma o íon zincato, que aparece na figura junto ao eletrodo de zinco:

\text{Zn} + 4\ \text{OH}^- \rightarrow \text{Zn(OH)}_4^{2-} + 2\,e^-

No cátodo (o eletrodo poroso), o O₂ do ar recebe os elétrons e forma OH⁻, que atravessa a membrana e volta a reagir com o zinco.

Alternativa E.

E Gabarito: alternativa E

Por que as outras alternativas estão erradas

A
Não se forma hidrogênio: o zinco reage com o OH⁻, e não com a água liberando H₂. (8,1% marcaram)
B
O O₂ é consumido no cátodo (o eletrodo poroso), e não produzido. (10,9% marcaram)
C
A água não é o produto do ânodo. (11,1% marcaram)
D
Foi a segunda mais marcada. O OH⁻ se forma no cátodo, a partir do O₂. No ânodo ele é consumido. (20,3% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 3.710.335 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIDifícilParâmetro B: 1.396 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 1ª mais difícil de 44 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.

Acertaram49,3%dos candidatos marcaram a E

Habilidade 25 · Competência 7Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou produção.

Como os candidatos responderam

A8,1%
B10,9%
C11,1%
D20,3%
E49,3% ✓ gabarito

Em branco: 0,2% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50048,9%
500 a 60050,9%
600 a 70044,4%
700 ou mais68,3%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

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