Pilha

A invenção do LED azul, que permite a geração de outras cores para compor a luz branca, permitiu a construção de lâmpadas energeticamente mais eficientes e mais duráveis do que as incandescentes e fluorescentes. Em um experimento de laboratório, pretende-se associar duas pilhas em série para acender um LED azul que requer 3,6 volts para o seu funcionamento. Considere as semirreações de redução e seus respectivos potenciais mostrados no quadro.



Qual associação em série de pilhas fornece diferença de potencial, nas condições-padrão, suficiente para acender o LED azul?


C)


D)



A alternativa correta é a letra C.

Não tenho dúvidas quanto ao gabarito, mas gostaria de saber se a pilha da letra D seria possível de existir mesmo com uma ddp menor.

Link para questão completa: https://descomplica.com.br/gabarito-enem/questoes/2017/segundo-dia/invencao-led-azul-que-permite-geracao-de-outras-cores-para-compor-luz-branca-permitiu-c/

Não porque não fecha o circuito. Eu sugiro q vc de uma olhada nas resoluções do prof Alexandre, segue link
https://youtu.be/b6-0_YZinn8

Raquel, agora estou MUITO confuso. Eu olhei em 4 resoluções diferentes, e todas elas falam que a "Pilha" seria os dois primeiros frascos, e depois os dois últimos. Analisando dessa maneira, faria sentido a corrente passar de boa na letra D.

Porém, na resolução do Prof, Alexandre, o qual admiro muito, ele diz que na verdade a pilha seria os dois frascos da ponta + os dois do meio, não passando corrente na configuração da letra  D.


Qual está correta? 

Alguns links com outras respostas:   

https://www.youtube.com/watch?v=KS7FZPDyCtw

https://www.youtube.com/watch?v=Wq1bbD8Wh4c

https://www.youtube.com/watch?v=J_XHGnJN1Yg

Ceruko escreveu:Raquel, agora estou MUITO confuso. Eu olhei em 4 resoluções diferentes, e todas elas falam que a "Pilha" seria os dois primeiros frascos, e depois os dois últimos. Analisando dessa maneira, faria sentido a corrente passar de boa na letra D.

Porém, na resolução do Prof, Alexandre, o qual admiro muito, ele diz que na verdade a pilha seria os dois frascos da ponta + os dois do meio, não passando corrente na configuração da letra  D.


Qual está correta? 

Alguns links com outras respostas:   

https://www.youtube.com/watch?v=KS7FZPDyCtw

https://www.youtube.com/watch?v=Wq1bbD8Wh4c

https://www.youtube.com/watch?v=J_XHGnJN1Yg

Na verdade, o que eu entendi, na resolução do professor Alexandre, é que o circuito fecha, mas a pilha de maior energia eletromotriz funciona como gerador e a menor com receptor, respondi essa dessa forma:

• Qual associação em série de pilhas fornece diferença de potencial, nas condições - padrão, suficiente para acender o LED azul?
  
  

a) É formada a pilha quando dos fios estão ligados, então:
Para saber quem reduz ou oxida, devemos olhar aos potenciais-> o maior potencial de redução reduz, é o menor oxida ( precisamos inverter o sinal de quem oxida)
Pilha 1= Ce +4 + e -> Ce 3+     E= 1,61 Reduz/ Cátodo
Cr2O7 2-+ 14 H+ + 6e -> 2 Cr 3++ + 7 H20      E= -1,33 Oxida/Ânodo
E= 1,61+ (-1,33) = 0,28 V
Pilha 2 = Ni 2+ + 2 e -> Ni    E= -0,25 Reduz/ Cátodo
Zn+2 + 2e-> Zn                    E= 0,76 Oxida/Ânodo 
E= (-0,25) + (0,76) = 0,51 V
*  Se você observar na primeira pilha os elétrons vão da direita para esquerda, e na segunda pilha vão no mesmo sentido. Para a pilha estar em série o sentido dos elétrons precisa ser em oposição. Dessa forma, nessa pilha, um lado funciona como gerador e outro como receptor, assim devemos subtrair as ddps.
Etotal= 0,51- 0,28 = 0,23 V -> precisamos de 3,6 portanto incorreta!

 
b) Pilha 1= Ce +4 + e -> Ce 3+     E= 1,61 Reduz/ Cátodo
    Cr2O7 2-+ 14 H+ + 6e -> 2 Cr 3++ + 7 H20       E= -1,33 Oxida/Ânodo
    E= 1,61+ (-1,33) = 0,28V
Pilha 2 = Ni 2+ + 2 e -> Ni    E= -0,25 Reduz/ Cátodo
Zn+2 + 2e-> Zn                    E= 0,76 Oxida/Ânodo 
E= (-0,25) + (0,76) = 0,51 V
*  Perceba que agora os sentido dos elétrons estão em oposição, pilha 2 vão da esquerda para direita, pilha 1 vão da direita para esquerda. Desse modo, como estão oposição de  sentido, funcionam como uma pilha em série. Portanto somamos as ddps:
Etotal= 0,51+ 0,28 = 0,79V-> precisamos de 3,6 portanto incorreta!
 
c) Pilha 1= Ce +4 + e -> Ce 3+     E= 1,61 Reduz/ Cátodo
Ni 2+ + 2 e -> Ni    E= +0,25 Oxida/ Ânodo
E= 1,61+0,25= 1,86
Pilha 2 = Cr2O7 2-+ 14 H+ + 6e -> 2 Cr 3++ + 7 H20       E= 1,33 Reduz/ Cátodo
Zn+2 + 2e-> Zn                    E= 0,76 Oxida/Ânodo 
E= 1,33+0,76= 2,09 V
* Como na pilha 1 o fluxo de elétrons direita para esquerda, e da pilha dois da esquerda para a direita, as pilhas estão e oposição de fase, portanto em série, devemos somar as ddps;
Etotal: 1,86+2,09= 3,95V como precisamos de 3,6 volts , essa pilha convém, gabarito letra c.
 
d) ) Pilha 1= Ce +4 + e -> Ce 3+     E= 1,61 Reduz/ Cátodo
Zn+2 + 2e-> Zn                    E= 0,76 Oxida/Ânodo 
E= 1,61+0,76= 2,37V
Pilha 2 = Cr2O7 2-+ 14 H+ + 6e -> 2 Cr 3++ + 7 H20       E= 1,33 Reduz/ Cátodo
Ni 2+ + 2 e -> Ni    E= +0,25 Oxida/ Ânodo
E= 1,33+0,25= 1,58V
* Sentido pilha 1 da direita para esquerda, pilha dois da direita para esquerda, mesma fase, isso significa que um lado funciona com gerador e outra como receptor, assim devemos subtrair as ddps:
Etotal: 2,37 – 1,58= 0,79 V-> precisamos de 3,6 portanto incorreta!
 
e) Pilha 1= Ce +4 + e -> Ce 3+     E= 1,61 Reduz/ Cátodo
Ni 2+ + 2 e -> Ni    E= +0,25 Oxida/ Ânodo
E= 1,61+0,25 = 1,86V
Pilha 2 = Cr2O7 2-+ 14 H+ + 6e -> 2 Cr 3++ + 7 H20       E= 1,33 Reduz/ Cátodo
Zn+2 + 2e-> Zn                    E= 0,76 Oxida/Ânodo 
E= 1,33+0,76 = 2,09V
* Como o fluxo de elétrons está no mesmo sentido, uma pilha funciona como gerador e outra como receptor, devemos assim subtrair as ddps:
Etotal: 2,09-1,86 = 0,23 v -> precisamos de 3,6 portanto incorreta!

Perfeito, Maria! Muito obrigado pela ajuda!