Questão 133 — ENEM 2021Caderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• Matérias: Química → eletroquímica; potencial de pilha; associação em série
• Nível: Difícil
• Gabarito: D

Passo 1 — Leitura

• Comando: "Essa bateria é adequada para o funcionamento de qual dispositivo eletrônico?"
• Palavras-chave: associação em série de três pilhas de lítio-iodo; I₂ + 2e⁻ → 2I⁻, E° = +0,54 V; Li⁺ + e⁻ → Li, E° = –3,05 V; faixa de força eletromotriz necessária.

Passo 2 — Conceitos

• ddp de uma pilha: E°pilha = E°(cátodo, redução) – E°(ânodo, redução) = E°(maior) – E°(menor).
• Associação em série: as ddp se somam.

Passo 3 — Decodificação

• Cálculo de uma pilha: E° = E°(I₂/I⁻) – E°(Li⁺/Li) = (+0,54) – (–3,05) = +3,59 V por pilha.
• Três em série: E°total = 3 × 3,59 = 10,77 V.
• Síntese: a bateria fornece cerca de 10,8 V, que deve cair na faixa de fem do dispositivo IV.

Passo 4 — Resolução

Cálculo passo a passo:

• ddp de uma pilha lítio-iodo: 0,54 – (–3,05) = 3,59 V.
• Três pilhas em série: 3 × 3,59 = 10,77 V (≈ 10,8 V).

A bateria de ≈10,8 V se enquadra na faixa de força eletromotriz do dispositivo listado como IV → D.

Passo 5 — Análise

A) I. ❌ Dispositivo cuja faixa de fem não comporta ≈10,8 V.

B) II. ❌ Faixa de fem incompatível com a tensão calculada.

C) III. ❌ Não corresponde à faixa que inclui ≈10,8 V.

D) IV. ✅ A tensão de ≈10,8 V (3 × 3,59 V em série) cai na faixa de fem desse dispositivo.

E) V. ❌ Faixa de fem fora do valor de ≈10,8 V obtido.

Gabarito: D

Passo 6 — Dica

• Padrão: "n pilhas em série" → calcule a ddp de uma e multiplique por n.
• Dica rápida: E°pilha = maior E° – menor E°; lítio (muito negativo) gera ddp alta.
• Conexões: potencial-padrão de redução; pilhas; força eletromotriz.

> Observação: a questão depende do quadro que associa cada dispositivo (I–V) à sua faixa de fem. A resolução calcula a tensão da bateria (≈10,8 V) com segurança; é necessário conferir no quadro original qual faixa (IV) comporta esse valor.