Questão 50 do ENEM 2011 — Ciências da Natureza

ENEM 2011Ciências da Natureza2ª aplicação

Iniciativas do poder público para prevenir o uso de bebidas alcoólicas por motoristas, causa de muitos acidentes nas estradas do país, trouxeram à ordem do dia, não sem suscitar polêmica, o instrumento popularmente conhecido como bafômetro. Do ponto de vista de detecção e medição, os instrumentos normalmente usados pelas polícias rodoviárias do Brasil e de outros países utilizam o ar que os “suspeitos” sopram para dentro do aparelho, através de um tubo descartável, para promover a oxidação do etanol a etanal. O método baseia-se no princípio da pilha de combustível: o etanol é oxidado em meio ácido sobre um disco plástico poroso coberto com pó de platina (catalisador) e umedecido com ácido sulfúrico, sendo um eletrodo conectado a cada lado desse disco poroso. A corrente elétrica produzida, proporcional à concentração de álcool no ar expirado dos pulmões da pessoa testada, é lida numa escala que é proporcional ao teor de álcool no sangue. O esquema de funcionamento desse detector de etanol pode ser visto na figura.

No estudo das pilhas, empregam-se códigos e nomenclaturas próprias da Química, visando caracterizar os materiais, as reações e os processos envolvidos. Nesse contexto, a pilha que compõe o bafômetro apresenta o

eletrodo A como cátodo.

etanol como agente oxidante.

eletrodo B como polo positivo.

Resposta correta

gás oxigênio como agente redutor.

fluxo de elétrons do eletrodo B para o eletrodo A.

Gabarito oficial: alternativa C

Resolução comentada

Para resolver esta questão sobre o bafômetro, precisamos aplicar os conceitos de eletroquímica ao funcionamento de uma pilha (célula galvânica). O texto e a figura apresentam duas semirreações, uma em cada eletrodo.

Segundo as reações eletroquímicas informadas no enunciado:

Eletrodo A: $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH (g)} \rightarrow \text{CH}_3\text{CHO (g)} + 2\text{H}^+\text{(aq)} + 2\text{e}^-$

Eletrodo B: $\tfrac{1}{2}\text{O}_2\text{(g)} + 2\text{H}^+\text{(aq)} + 2\text{e}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O (l)}$

Um macete útil para pilhas é o CRAO: Cátodo Reduz, Ânodo Oxida. Além disso, o ânodo é o polo negativo (onde os elétrons são gerados) e o cátodo é o polo positivo (para onde os elétrons vão).

Analisando o Eletrodo A

Na semirreação do eletrodo A, os elétrons ( $2\text{e}^-$ ) aparecem do lado dos produtos. Isso significa que o etanol está perdendo elétrons — ou seja, sofrendo oxidação.

Local: onde há oxidação, temos o ânodo.
Polo: o ânodo é o polo negativo.
Agente: quem sofre oxidação atua como agente redutor, logo o etanol é o agente redutor.

Analisando o Eletrodo B

Na semirreação do eletrodo B, os elétrons ( $2\text{e}^-$ ) aparecem do lado dos reagentes. O gás oxigênio está ganhando elétrons — ou seja, sofrendo redução.

Local: onde há redução, temos o cátodo.
Polo: o cátodo é o polo positivo.
Agente: quem sofre redução atua como agente oxidante, logo o $\text{O}_2$ é o agente oxidante.

Fluxo de elétrons

Os elétrons são produzidos na oxidação (eletrodo A) e consumidos na redução (eletrodo B). Logo, o fluxo de elétrons vai de A para B.

Avaliando as alternativas

A) eletrodo A como cátodo: Incorreta. No eletrodo A ocorre oxidação, então ele é o ânodo, não o cátodo.
B) etanol como agente oxidante: Incorreta. O etanol sofre oxidação; portanto é o agente redutor.
C) eletrodo B como polo positivo: Correta. No eletrodo B ocorre redução, o que o torna o cátodo — e o cátodo é o polo positivo da pilha.
D) gás oxigênio como agente redutor: Incorreta. O $\text{O}_2$ sofre redução; portanto é o agente oxidante.
E) fluxo de elétrons do eletrodo B para o eletrodo A: Incorreta. O fluxo é de A (oxidação) para B (redução).

Portanto, a única afirmação correta é que o eletrodo B corresponde ao polo positivo — alternativa C.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2011 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.