Química · pilhas e baterias · oxirredução
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. 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
O que a prova mostra
O esquema da bateria em perspectiva, desenhado como um bloco aberto.
Dentro dele, três placas verticais lado a lado, da esquerda para a direita:
1. Eletrodo poroso — a placa da esquerda, escura e com textura de poros; 2. Membrana separadora — a placa do meio, fina e clara; 3. Eletrodo de zinco — a placa da direita, lisa.
Acima, fora do bloco, uma lâmpada acesa, ligada por fios aos dois eletrodos — o fio da esquerda vai ao eletrodo poroso, o da direita ao de zinco.
As setas e os rótulos de espécie, que são o essencial:
O₂ entrando nadireção do eletrodo poroso;
com o rótulo OH⁻;
rótulo Zn(OH)₄²⁻, saindo do eletrodo de zinco.
H₂ (g)
O₂ (g)
H₂O_− (l)
OH⁻ (aq)
Zn(OH)₄²⁻ (aq)
No ânodo, o zinco se oxida. Em meio alcalino ele reage com OH⁻ e forma Zn(OH)₄²⁻, que a figura mostra saindo do eletrodo de zinco.
Por que a E é a certa
O ânodo é o eletrodo em que ocorre a oxidação. Na bateria zinco-ar, quem se oxida é o zinco. Como o eletrólito é alcalino, o zinco reage com os íons OH⁻ e forma o íon Zn(OH)₄²⁻, liberando elétrons para o circuito. A figura mostra exatamente isso: o OH⁻ chegando ao eletrodo de zinco e o Zn(OH)₄²⁻ saindo dele.
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