8 Eletroquímica - radioatividade - alunos

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QUÍMICA
CIÊNCIAS DA NATUREZA 
E SUAS TECNOLOGIAS
Antonio César Baroni Santoro
O principal objetivo deste caderno é reconhecer, compreender e aplicar as consequências das reações químicas que 
envolvem transferências de elétrons e fenômenos radioativos. Na página 97, propomos uma pesquisa a partir da seguinte 
questão orientadora: Crise na Coreia: haverá um fi m? Nela discutimos desdobramentos do uso de energia nuclear.
ELETROQUÍMICA E RADIOATIVIDADE
Capítulo 1 Número de oxidação e reações de 
oxirredução 2
Capítulo 2 Pilhas 23
Capítulo 3 Eletrólise 52
Capítulo 4 Radioatividade 70
A
V
S
-I
m
ag
e
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S
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u
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to
ck
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 ► Determinar como é feito 
o cálculo do número de 
oxidação.
 ► Reconhecer fenômenos de 
oxidação/redução e agentes 
oxidante e redutor.
 ► Compreender o mecanismo 
das reações que envolvem 
transferência de elétrons.
Principais conceitos 
que você vai aprender:
 ► Eletronegatividade
 ► Número de oxidação
 ► Oxidação
 ► Redução
 ► Agente oxidante
 ► Agente redutor
 ► Reação de oxirredução
2
OBJETIVOS
DO CAPÍTULO
au
_u
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o
o
/S
h
u
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rs
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ck
 
1
NÚMERO DE OXIDAÇÃO E 
REAÇÕES DE OXIRREDUÇÃO
As células vivas presentes em uma atmosfera rica em oxigênio estão constantemente 
expostas aos possíveis danos causados por espécies reativas de oxigênio (ROS – reactive 
oxygen species), que podem ser originadas tanto exógena quanto endogenamente. As fon-
tes exógenas de ROS incluem luz ultravioleta (UV), principalmente nos comprimentos de 
onda maiores que 280 nm – UVA e UVB, irradiação ionizante e agentes químicos. Já as ROS 
formadas intracelularmente podem ser originadas como consequência do próprio meta-
bolismo celular, uma vez que elétrons provenientes da cadeia de transportes de elétrons, 
localizada na mitocôndria, podem interagir com várias moléculas intracelulares. ROS são 
também produzidas durante processos patológicos, como o que ocorre em uma resposta 
infl amatória celular.
Danos no DNA
DNA
Sinalização
Modificações estruturais
intrínsecas
Parada do 
ciclo celular
Apoptose Transcrição dos genes
correspondentes ao sinal
Reparo de
DNA
Agentes químicos
Agentes físicos
Sensores
Transdutores
Efetores
Esquema geral dos mecanismos propostos para sinalização da presença de danos no DNA. As setas 
representam eventos de ativação, enquanto que a seta cortada representa evento de inibição.
BERRA, C. M.; MENCK, C. F.; DIMASCIO, P. Estresse oxidativo, 
lesões no genoma e processos de sinalização no controle do ciclo celular. 
Qu’mica Nova, v. 29, n. 6, 1340-1344, 2006.
• A luz ultravioleta pode provocar lesão oxidativa no DNA, levando ao envelhecimen-
to precoce e até mesmo ao surgimento de cânceres nos organismos vivos. Mas 
existem outros fatores capazes de lesar as células e tecidos. Quais poderiam ser 
esses fatores?
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Número de oxidação
Quer saber como surgem as cores dos fogos de artifício? Sua existência é baseada 
em dois processos fundamentais: incandescência e luminescência. Para produzir os pon-
tos de luz que explodem no céu – chamados “estrelas” –, geralmente se necessita de um 
oxidante, de um combustível, de um invólucro (no qual tudo é colocado) e de um produ-
tor de cor.
A tabela a seguir relaciona a cor com a substância correspondente para se obtê-la.
Cor Substância
Vermelho Sais de estrôncio ou lítio, geralmente carbonatos
Laranja Cloreto ou sulfato de cálcio
Dourado Ferro incandescente e carvão
Amarelo Sais de sódio
Branco brilhante Metal aquecido como alumínio e magnésio
Verde Cloreto ou nitrato de bário
Azul Compostos de cobre
Violeta Misturas de compostos de estrôncio (vermelho) e cobre (azul)
Prateado Queima de fl ocos de alumínio, titânio ou magnésio
O oxidante mais comumente usado nos fogos de artifício é o perclorato de potássio (KClO
4
). 
Apesar de ser altamente explosivo, sua estabilidade é maior que a do clorato de potássio 
(KClO
3
), que, eventualmente, também é usado para produzir fogos de artifício. 
Para compreender as reações que produzem as cores dos fogos de artifício, é funda-
mental o estudo do termo oxidante. Para isso, é necessário analisar o comportamento dos 
átomos nas ligações químicas. 1
Observe o caso dos átomos do elemento cloro, que podem formar, entre outros, dois 
compostos de fórmulas muito parecidas – o KClO
4
 e o KClO
3
 –, oxidantes usados em fogos 
de artifício. Há outros membros dessa família: KClO e KClO
2
. É possível perceber que o cloro 
se comporta de maneira diferente nesses compostos, ora está ligado a somente um átomo 
de oxigênio, ora a dois, três ou até quatro átomos de oxigênio. Começaremos nossa análise 
por um composto mais simples: o cloreto de potássio (KCl), formado por um metal alcalino, 
o potássio, e um halogênio, o cloro. A ligação entre eles é do tipo iônica, isto é, acontece pela 
transferência de elétrons do átomo menos eletronegativo para o mais eletronegativo.
K+Cl–K Cl
a
a
a
mais
eletronegativo
recebe um elétron
menos
eletronegativo
doa um elétron
A doação e/ou recepção de elétrons de um átomo para outro pode ser representada 
ou quantifi cada por um número chamado número de oxidação (nox). Nesse caso, como o 
potássio perdeu um elétron, dizemos que seu número de oxidação é +1, e o do cloro, como 
ganhou um elétron, é –1. 2
Portanto, em um composto iônico, o nox será positivo se o átomo perder elétrons, e 
negativo se o átomo ganhar elétrons, sendo seu valor igual ao número de elétrons cedi-
dos ou recebidos, isto é, o nox será igual à própria carga do íon formado.
Já no composto hipoclorito de potássio (KClO), além da ligação iônica entre potássio e 
oxigênio, existe uma ligação covalente (compartilhamento de elétrons) entre cloro (halo-
gênio) e oxigênio (calcogênio).
O ClK K+ [O — Cl ]–
Nesse caso, qual é o nox do cloro? E o do oxigênio? Para situações que envolvem liga-
ções covalentes, os químicos fi zeram uma adaptação. Para explicá-la, vamos considerar o 
ácido clorídrico (HCl), que é um composto molecular.
Defi nições
 Incandescência : luz produzida 
pelo aquecimento. 
A temperatura elevada torna 
determinada substância quente 
e incandescente. Inicialmente, 
essa substância pode emitir 
luzes vermelha, laranja, 
amarela e branca, que se 
intensifi cam conforme aumenta 
a temperatura. 
Ao se controlar a temperatura 
no fogo de artifício, 
componentes incandescentes, 
como o carvão, podem ser 
manipulados de modo a se 
ter a cor desejada na hora 
certa. Metais como alumínio, 
magnésio e titânio se queimam, 
produzindo uma luz muito 
brilhante, e são úteis para 
aumentar a temperatura do 
fogo de artifício.
 Luminescência : emissão de luz 
por determinada substância. 
Esse processo ocorre quando 
um elétron de um átomo 
ou molécula absorve certa 
quantidade de energia e vai 
para o seu estado excitado 
(instável). Ao retornar para o 
estado com menos energia, 
emite energia sob a forma de 
luz (fóton). A quantidade de 
energia do fóton determina o 
comprimento de onda da luz. 
A luminescência pode ocorrer 
em temperatura igual ou até 
menor que a ambiente. Por isso, 
ela pode ser chamada “luz fria”.
Observações
1 Para a fabricação de fogos 
de artifício poderiam também 
ser usados perclorato 
de sódio (NaClO
4
) e clorato de 
sódio (NaClO
3
). Entretanto, 
os sais de sódio são muito 
higroscópicos, isto é, absorvem 
umidade do ar, o que diminui 
sensivelmente o tempo de 
estocagem dos fogos.
2 K doou 1 elétron s carga =
= +1 s nox = +1
Cl recebeu 1 elétron s carga =
= –1 s nox = –1
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4 CAPÍTULO 1
Entre os átomos de cloro e hidrogênio ocorre compartilhamento do par eletrônico (liga-
ção covalente). O par de elétrons aproxima-se mais do átomo de cloro pelo fato de ele ser mais 
eletronegativo que o átomo de hidrogênio. Isso provoca uma distribuiçãodesigual de cargas e 
resulta em um polo negativo e em outro positivo (ligação polar). Dizemos que o cloro tem uma 
carga elétrica parcial negativa, e o hidrogênio, uma carga elétrica parcial positiva.
H — Cl δ = carga parcial
δ
+
δ
–
Assim, o nox dos átomos será a carga que o átomo iria adquirir se, em vez de fazer li-
gação covalente, fi zesse ligação iônica, sendo o elemento mais eletronegativo o receptor 
de elétron(s). Assim, adotamos o número de oxidação positivo para o elemento menos 
eletronegativo e o número de oxidação negativo para o elemento mais eletronegativo. 1
H Ñ Cl 
Se a ligação fosse iônica, o cloro – elemento mais eletronegativo – 
fi caria com o elétron do hidrogênio.
Nas ligações químicas, em que as eletronegatividades dos elementos são iguais (como 
nos casos entre ligações de átomos de mesmo elemento), não existe transferência de elé-
trons; portanto, o número de oxidação dos átomos envolvidos é zero.
Um exemplo é o gás cloro.
Cl — Cl
Como os dois átomos têm a mesma eletronegatividade, ambos apresentam nox = 0. 1
Agora, observe como fi cam os números de oxidação dos átomos que compõem o 
hipoclorito de potássio:
K+ [O — Cl ]–
nox: +1 –2 +1
O potássio doa um elétron, e o seu número de oxidação fi ca sendo +1. O oxigênio, que 
é mais eletronegativo que o cloro, atrai para si o par de elétrons da ligação covalente e, so-
mado ao que foi doado pelo potássio (ligação iônica), adquire nox –2. Já o cloro, que atrai 
menos o par de elétrons da ligação covalente, adquire nox +1.
Observe outros exemplos:
–2+3
Al
2
 O
3
3+ 2–
O OC
–2–2 +4
–2
+1 +1
O
H H
–1+2
Mg2+ –Br
2
+1 –2 –2
–2
–2
K+ –O* OCl
O
O
+7
O potássio doa seu
elétron (ligação 
iônica) para o O*.
Lembre-se de que a
ligação dativa (w) é feita 
com um par de elétrons.
O — O
HH
–1 –1
+1+1
+1 +1
–1 –1
+3
–3
–2
–2
H — C — C 
O — H
–2
–2
+1
+1
+1
+1
+1
–1 +2–1
–1
H
H
O 
O nox de cada átomo de oxigênio é –1 
porque na ligação entre oxigênios não há 
diferença de eletronegatividade.
Note a diferença dos estados de oxidação do 
carbono. Essa mudança ocorre por causa dos 
diferentes elementos químicos ligados a cada átomo.
Assim, podemos defi nir que o número de oxidação indica a carga elétrica real (ligação 
iônica) ou aparente (ligação covalente) adquirida por um átomo quando este participa de 
uma ligação química. 2
Observações
1 H menos eletronegativo 
(“perderia” um elétron para o 
cloro) s nox = +1
Cl mais eletronegativo 
(“ganharia” um elétron do 
hidrogênio) s nox = –1
2 Perceba que o somatório do 
nox total de cada elemento em 
todas as substâncias é igual a 
zero. Veja o caso do NaClO
4
:
Fórmula Na Cl O
4
nox 
individual 
de cada 
átomo
+1 +7 –2
nox total 
para cada 
elemento
+1 +7 –8
Somatório 
do nox
+1 + (+7) +
+ (–8) = 0
Atenção
1 Escala de eletronegatividade 
dos ametais segundo Pauling:
F > O > N ~– Cl > Br > I = S = 
= C > P = H
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5
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Com base nos exemplos apresentados, podemos concluir que:
• a soma dos números de oxidação de todos os átomos em um composto neutro é sem-
pre zero, assim como a soma das cargas dos íons em uma substância iônica. Isso acon-
tece porque o número de elétrons doados é igual ao número de elétrons recebidos; 
• átomos de um mesmo elemento podem assumir diferentes valores de número de oxi-
dação, dependendo da eletronegatividade do(s) outro(s) átomo(s) que constitui (em) a 
substância. Observe:
+7
–1
O
O
H — O — Cl OH — Cl 
Regras práticas para se determinar o nox
Vimos que, por meio de uma análise da fórmula estrutural, é possível determinar o nú-
mero de oxidação dos elementos em qualquer substância. Como consequência, algumas 
regras que facilitam a determinação do nox, sem construir as fórmulas estruturais das 
substâncias, podem ser estabelecidas.
• O nox de um elemento em uma substância simples é zero, uma vez que todos os átomos 
envolvidos apresentam a mesma eletronegatividade. Exemplos: H
2
, O
2
, O
3
, Fe, Al, P
4
, S
8
• Em geral, o nox do hidrogênio é +1 (exemplos: H
2
O, CH
4
, HNO
3
, H
2
SO
4
), com exceção dos 
hidretos metálicos, cujo nox é –1 (exemplos: NaH, CaH
2
 e KH).
• O nox do oxigênio geralmente é –2, por ser um calcogênio muito eletronegativo (exem-
plos: H
2
O, SO
2
, H
3
PO
4
, KClO
4
). Entretanto, se estiver ligado ao fl úor – único elemento 
mais eletronegativo que o oxigênio –, seu nox será +2 no composto OF
2
 ou poderá ser 
+1 no composto O
2
F
2
. Nos peróxidos, que apresentam em sua estrutura o grupo O — O, 
como H
2
O
2
, Na
2
O
2
, CaO
2
, o nox do oxigênio é –1 e, nos superóxidos, compostos binários 
com ânions (O
4
)2–, por exemplo, K
2
O
4
, o nox é – 
1
2
.
• Os metais alcalinos na forma de íon (grupo 1: Li, Na, K, Rb, Cs e Fr) têm sempre nox = +1, 
pois perdem seu único elétron na última camada quando fazem ligação iônica.
• Já os metais alcalinoterrosos na forma de íon (grupo 2: Be, Mg, Ca, Sr, Ba e Ra) têm sem-
pre nox = +2, pois perdem seus dois elétrons da última camada ao fazerem a ligação 
iônica.
• A prata (Ag), o zinco (Zn) e o alumínio (Al), na forma de íons, apresentam números de 
oxidação +1, +2 e +3, respectivamente.
• Calcogênios (grupo 16) em compostos químicos, quando estiverem à direita da fórmu-
la, terão nox = –2.
• Halogênios (grupo 17) em compostos químicos, quando estiverem à direita da fórmu-
la, terão nox = –1.
• Em íons poliatômicos, a soma dos números de oxidação de todos os átomos presentes 
é igual à carga do íon.
Com base nessas regras, podemos determinar o nox de alguns elementos da seguinte 
maneira:
+2 + x + (–8) = 0
x = +6
H
2
O
4
S
+1 x –2
+2 x –8
+4 + 2y + (–14) = 0
y = +5
H
4
O
7
P
2
+1 y –2
+4 2y –14
+2 + 2z + (–12) = 0
z = +5
Mg (N O
3
)
2
+2 z –2
+2 2z –12
+2 + k – 6 = 0
k = +4
C O
3
Na
2
+1 k –2
+2 k –6
Fórmula
Nox individual
de cada átomo
Nox total para
cada elemento
Determinação
do nox
Defi nição
 Hidreto metálico : substância 
binária em que o hidrogênio 
recebe elétron de um metal.
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6 CAPÍTULO 1
Observe o exemplo do ânion sulfato (SO
4
2–):
+6 + (–8) = –2
SO
4
2–
Fórmula
Nox individual
de cada átomo
Nox total para
cada elemento
S
+6
+6
Determinação
de nox
Carga do ânion
sulfato
O
4
–2
–8
Na
+
 
2
S
O O
O OO O
O
S
Na
Na O
+6
–2 –2
–2
2–
–2
Assim, podemos determinar o nox de íons da seguinte maneira:
Fórmula
Nox individual
de cada átomo
Nox total para
cada elemento
x + (–6) = –1
x = +5
O–
3
N
x –2
x –6
Determinação
do nox
y + (–6) = –2
y = +4
S O
3
2– 
–2
–6
y
y
C
2
O
4
2–
2z + (–8) = –2
z = +3
–2
–8
z
2z
Cr
2
O
7
2–
2k + (–14) = –2
k = +6
–2
–14
k
2k
Defi nição de reações de oxirredução
Nos espetáculos dos fogos de artifício, uma das imagens mais bonitas é aquela forma-
da por uma grande bola que explode em raios de intensa luminosidade branca, produzin-
do um imenso clarão.
Uma das formas de se obter a imagem de fogos coloridos é reagir o oxidante perclora-
to de potássio com alumínio em pó. Pode-se representar esse processo de forma simplifi -
cada pela seguinte equação química:
3KClO
4
 + 8Al w 3KCl + 4Al
2
O
3
 + energia luminosa
Observe o que ocorreu com os números de oxidação dos elementos cloro e alumínio:
• antes da reação, o nox do cloro é +7, e o do alumínio é zero;
• depois da reação, o nox do cloro é –1, e o do alumínio é +3.
Por que houve essa variação?
Se o nox do alumínio aumentou, é porque ele perdeu elétrons. O processo de perda de 
elétrons é chamado oxidação.
Se o nox do cloro diminuiu, é porque ele ganhou elétrons. O processo de ganho de 
elétrons é chamado redução. É fácil concluir, então, que aconteceu uma transferência de 
elétrons do alumínio para o cloro.
Reações químicas que ocorrem com transferência de elétrons são denominadas rea-
ções de oxidorredução, ou oxirredução, ou somente redox.1
Observação
1 Desvios na aplicação das 
regras pr‡ticas
Aplicando as regras práticas que 
acabamos de estudar, podemos 
encontrar um número de 
oxidação que não corresponde 
ao valor verdadeiro. Usando 
o procedimento mencionado 
anteriormente para o composto 
de fórmula C
2
H
4
O, obtemos 
para o carbono o nox igual a –1. 
No entanto, usando a fórmula 
estrutural, temos:
H — C1 — C2 — H
H O
H
O carbono 1 (C
1
) tem nox igual 
a –3, e o carbono 2 (C
2
) tem 
nox igual a +1. Qual dos dois 
resultados está correto? Os 
dois! Acontece que o primeiro 
resultado não é capaz de nos 
fornecer individualmente o nox 
de cada átomo de carbono, mas 
apenas a média aritmética dos 
dois: o chamado nox médio (–1). 
Algumas vezes podem aparecer 
valores fracionários de nox. 
No composto Fe
3
O
4
, por 
exemplo, o nox do elemento 
ferro é + 
8
3
 (na verdade, a 
média aritmética de +3, +3 e +2), 
porque esse óxido é um óxido 
duplo (ou misto), ou seja, é uma 
mistura de FeO e Fe
2
O
3
 e, no 
composto C
3
H
4
 (H
3
C — C CH), 
o nox do carbono é – 
4
3
, média 
de –3, 0 e –1.
A
R
E
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A
Interação
Os ciclos biogeoquímicos, estudados em Biologia, apresentam diversas reações de oxirredu-
ção. Além dessas transformações, a Fisiologia animal e vegetal também é fonte de reações em 
que ocorrem variações nos estados de oxidação. Os ciclos biogeoquímicos foram estudados em 
Biologia, caderno 10, capítulos 2, 3 e 4.
Como saber se uma reação é ou não de oxirredução? Basta determinar o nox de todos 
os elementos, antes e depois da reação. Se houver variação do nox de, pelo menos, um 
elemento químico que participa da reação, ela é de oxirredução.
Oxidação e redução são fenômenos simultâneos, ou seja, não existe oxidação sem re-
dução nem redução sem oxidação.
Agentes redutores e agentes oxidantes
Na reação apresentada anteriormente, o alumínio, ao perder elétrons, faz com que o 
cloro sofra uma redução; dizemos, então, que o alumínio é um agente redutor, ou simples-
mente redutor.
Ao analisarmos a mesma reação química, percebemos que o cloro, ao receber elétrons, 
faz com que o alumínio sofra oxidação. Dizemos, então, que o perclorato de potássio – 
substância que contém o cloro – é um agente oxidante, ou simplesmente oxidante.
É importante saber que, para ser agente redutor, a substância tem de se oxidar. E, se-
guindo o mesmo raciocínio, para ser um agente oxidante, a substância tem de se reduzir.
Existem substâncias que podem atuar como oxidante ou redutor, dependendo com 
quem interagem. É o caso do peróxido de hidrogênio (água oxigenada).
2H
2
O
2
2H
2
O + O
2
0+1+1
–2–1
nox aumentounox aumentou
OxidaçãoOxidação
nox diminuiunox diminuiu
ReduçãoRedução
Note que um dos oxigênios da água oxigenada se oxidou e o outro sofreu redução, ao mes-
mo tempo. Assim, nas reações em que a água oxigenada age como redutora, há formação de 
gás oxigênio (O
2
), e nas reações em que ela age como oxidante, haverá formação de água. 1
Outra substância capaz de atuar simultaneamente como oxidante e redutor é o gás 
cloro. Veja na equação química a seguir.
 Cl
2
 + H
2 
OGás cloro:
+1
0
nox aumentounox aumentou
OxidaçãoOxidação
–2 +1
nox diminuiunox diminuiu
ReduçãoRedução
+1 –2
–1 +1
HCl + HClO
Essa reação acontece quando o cloro gasoso é borbulhado na água, em uma das fases 
fi nais de seu tratamento nas estações de tratamento de água. Nesse caso, é o íon hipoclo-
rito o responsável pela ação antisséptica desse tipo de tratamento. 2
A tabela a seguir indica as principais características que diferenciam a redução e a oxidação.
Redução Oxidação
Ato de ganhar elétrons Ato de perder elétrons
Nox diminui Nox aumenta
Agente oxidante Agente redutor
Ganha elétrons e se reduz Perde elétrons e se oxida
Nox diminui Nox aumenta
Defi nições
 Agente redutor : substância que 
doa elétrons e provoca a redução 
de outra espécie química.
 Agente oxidante : substância 
que ganha elétrons e provoca 
a oxidação de outra espécie 
química.
Curiosidades
1 Na decomposição do 
peróxido de hidrogênio (água 
oxigenada), note que há 
liberação de oxigênio molecular. 
Quando essa substância é 
jogada sobre um ferimento, 
pela reação com uma enzima 
denominada catalase, ela libera 
oxigênio, responsável pela ação 
antisséptica da água oxigenada. 
Isso ocorre porque a maioria dos 
microrganismos patogênicos 
não suporta atmosfera com 
excesso de O
2
 (são anaeróbios).
2 O termo antioxidante 
refere-se a uma substância 
que sofre oxidação. Quando 
um alimento sofre alguma 
degradação que altera suas 
propriedades organolépticas, 
é porque sofreu oxidação, 
principalmente por causa 
da presença de oxigênio 
atmosférico. Para evitar 
essa reação indesejada, são 
acrescentados os antioxidantes – 
compostos químicos inofensivos à 
saúde humana e que não alteram 
as propriedades organolépticas 
dos alimentos. Esses compostos 
são mais suscetíveis à reação de 
oxirredução, evitando que o 
alimento entre em contato com o 
oxigênio e, portanto, se degrade.
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8 CAPÍTULO 1
Decifrando o enunciado Lendo o enunciado
Uma das habilidades do 
Enem (H9) trata-se de ciclos 
biogeoquímicos. Logo, um 
dos itens da prova trará uma 
questão desse assunto.
O enunciado cita “a forma mais 
oxidada”, ou seja, a espécie 
química com o maior número 
de oxidação. Entre as fornecidas 
na fi gura ,os números de 
oxidação do nitrogênio serão: 
N
2
 = 0; NH
3
 = –3; NH+
4
 = –3; 
NO–
2
 = +3; NO–
3
 = +5. 
Portanto, a espécie química 
mais oxidada é o íon nitrato.
O enunciado cita ainda “ação 
de microrganismos que 
promovem a reação de redução 
dessa espécie”, ou seja, o 
íon nitrato sofrerá redução, 
transformando-se em N
2(g)
.
 
(Enem)
A aplicação excessiva de fertilizantes nitrogenados na agricultura pode acarretar altera-
ções no solo e na água pelo acúmulo de compostos nitrogenados, principalmente a for-
ma mais oxidada, favorecendo a proliferação de algas e plantas aquáticas e alterando o 
ciclo do nitrogênio, representado no esquema. A espécie nitrogenada mais oxidada tem 
sua quantidade controlada por ação de microrganismos que promovem a reação de 
redução dessa espécie, no processo denominado desnitrifi cação.
O processo citado está representado na etapa:
a) I. b) II. c) III. d) IV. e) V.
Resolução
Resposta: E
Biologicamente pode-se afi rmar que o nitrogênio atmosférico é reposto pelo processo de 
desnitrifi cação, feito por bactérias anaeróbicas, representado no esquema pela etapa V.
Quimicamente a desnitrifi cação é a redução do nitrato (NO–
3
) a nitrogênio (N
2
), como mos-
tra o esquema a seguir:
NO3
– w N
2
+5  →redução 0
R
e
p
ro
d
u
ç
ã
o
 /
 E
n
e
m
, 
2
0
1
4
.
Atividades
 1. (Vunesp) O nitrogênio pode existir na natureza em vários 
estados de oxidação. Em sistemas aquáticos, os compostos 
que predominam e que são importantes para a qualidade 
da água apresentam o nitrogênio com números de oxida-
ção –3, 0, +3 ou + 5. Assinale a alternativa que apresenta 
as espécies contendo nitrogênio com os respectivos nú-
meros de oxidação, na ordem descrita no texto.
a) NH
3
, N
2
, NO –
2
, NO –
3
b) NO –
2
, NO –
3
, NH
3
, N
2
c) NO –
3
, NH
3
, N
2
, NO –
2
d) NO –
2
, NH
3
, N
2
, NO –
3
e) NH
3
, N
2
, NO–
3
, NO
 2. (Unisc-RS) Assinale, entre os óxidos anfóteros CrO, Cr
2
O
3
 
e CrO
3
, qual o número de oxidação do cromo, respectiva-
mente, desses compostos.
a) +1; +2; +3
b) +2; +3; +6
c) +2; +2; +4
d) +2; +3; +4
e) +3; +2; +6
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9
Q
U
ÍM
IC
A
 3. Muitas plantas absorvem nitratos existentes no solo para 
produzirem compostos orgânicos nitrogenados. Entretan-
to, por falta de aeração ou por drenagem defeituosa,os 
íons NO–
3
 podem ser transformados em N
2
 para prejuízo 
dos vegetais. Nessa transformação, o átomo de nitrogênio 
tem número de oxidação que varia de: 
a) +5 para –3. 
b) +5 para –2. 
c) +5 para zero. 
d) 1 para zero. 
e) –1 para +2.
 4. (Fuvest-SP) A pólvora é o explosivo mais antigo conhecido 
pela humanidade. Consiste na mistura de nitrato de potássio, 
enxofre e carvão. Na explosão, ocorre uma reação de oxirre-
dução, formando-se sulfato de potássio, dióxido de carbono 
e nitrogênio molecular. Nessa transformação, o elemento que 
sofre maior variação de número de oxidação é o:
a) carbono.
b) enxofre.
c) nitrogênio.
d) oxigênio.
e) potássio.
 5. (Vunesp) A formação de imagem num fi lme fotográfi -
co envolve a reação de oxirredução entre o sal de prata 
contido no fi lme e a substância que constitui o revelador. 
Genericamente, o processo pode ser representado por: 
AgX
(s)
 + revelador w Ag
(s)
 + X–
(aq.)
 + outros produtos 
Indique a afi rmação correta: 
a) AgX é o agente redutor. 
b) O revelador sofre redução. 
c) O revelador é o agente oxidante. 
d) O íon Ag+ é reduzido no processo. 
e) Neste processo ocorre alteração do número de oxida-
ção do elemento X.
 6. (UFJF-MG) Na molécula de C
2
F
4
, o número de oxidação do 
carbono é: 
a) –4 
b) –2 
c) zero 
d) +2 
e) +4
 7. (UFRGS-RS) O nitrito de sódio é um aditivo utilizado em 
alimentos industrializados à base de carnes, que atua na 
fi xação da cor e na prevenção do crescimento de certas 
bactérias, apresentando elevado fator de risco toxicológi-
co. A identifi cação de ânions nitritos pode ser realizada 
pela adição de um sal ferroso em meio ácido, produzindo 
óxido nítrico, que, por sua vez, se combina com o excesso 
de íons ferrosos para formar um complexo de cor marrom 
que identifi ca a presença de nitrito. A primeira etapa do 
processo de identifi cação de nitritos é representada pela 
reação a seguir.
2FeSO
4
 + 2NaNO
2
 + 2H
2
SO
4
 w
w Fe
2
(SO
4
)
3
 + 2NO + 2H
2
O + Na
2
SO
4
.
Pode-se afi rmar que, nessa etapa do processo:
a) ocorre redução dos ânions nitritos por ação do sal 
ferroso.
b) ocorre oxidação dos íons H+ do ácido por ação do sal 
ferroso.
c) o íon H+ do ácido atua como agente redutor dos 
ânions nitritos.
d) o nitrogênio, no óxido nítrico, está em um estado mais 
oxidado do que no ânion nitrito.
e) o ferro no FeSO
4
 está em um estado mais oxidado do 
que no Fe
2
(SO
4
)
3
.
 8. +Enem [H23] O iodo, ametal fundamental na síntese de 
hormônios tireoidianos, pode ser encontrado na forma de 
ânions oxigenados distintos, como o periodato (IO )4
1– e o 
iodato (IO )3
1– . O número de oxidação do iodo no periodato é:
a) +7, menor do que no iodato.
b) +5, menor do que no iodato.
c) +7, maior do que no iodato.
d) +5, maior do que no iodato.
e) +7, igual ao iodato.
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10 CAPÍTULO 1
Complementares Tarefa proposta 1 a 12
 11. (Uerj) Nesta equação não balanceada:
KBr + K
2
Cr
2
O
7
 + H
2
SO
4
 w Br
2
 + K
2
SO
4
 + Cr
2
(SO
4
)
3
 + H
2
O
os agentes redutor e oxidante são, respectivamente:
a) K
2
Cr
2
O
7
 e KBr
b) KBr e H
2
SO
4
c) KBr e K
2
Cr
2
O
7
d) H
2
SO
4
 e K
2
Cr
2
O
7
 12. (UFRRJ) O permanganato de potássio é utilizado como 
antimicótico em certos tratamentos e podemos afi rmar, 
observando a equação a seguir, que o permanganato é:
MnO–
4
 + 8H+ + 5 e– w Mn2+ + 4H
2
O 
a) um agente redutor. 
b) um agente oxidante. 
c) uma forma reduzida. 
d) uma forma oxidada. 
e) um íon positivo.
 9. (FGV-SP) O molibdênio é um metal de aplicação tecnoló-
gica em compostos como MoS
2
 e o espinélio, MoNa
2
O
4
, 
que, por apresentarem sensibilidade a variações de campo 
elétrico e magnético, têm sido empregados em dispositivos 
eletrônicos. Os números de oxidação do molibdênio no 
MoS
2
 e no MoNa
2
O
4
 são, respectivamente:
a) +2 e +2
b) +2 e +3
c) +4 e +3
d) +4 e +4
e) +4 e +6
 10. (Fuvest-SP) Na reação de oxirredução H
2
S + I
2
 x S + 2HI, as 
variações dos números de oxidação do enxofre e do iodo 
são, respectivamente: 
a) +2 para zero e zero para +1. 
b) zero para +2 e +1 para zero. 
c) zero para –2 e –1 para zero. 
d) zero para –1 e –1 para zero. 
e) –2 para zero e zero para –1.
Balanceamento de rea•›es de oxirredu•‹o
Balancear uma equação química consiste em igualar o número de átomos presentes 
nos reagentes com o dos produtos. No entanto, o método que usamos até então – o das 
tentativas – pode não ser muito prático no caso de reações de oxirredução. 1
Assim, o método que vamos descrever agora se baseia no princípio das reações 
de oxirredução, isto é, na transferência de elétrons: o número de elétrons cedidos 
em uma oxidação é igual ao número de elétrons recebidos na redução, que ocorre 
simultaneamente.
Para entender melhor, vamos usar a equação que representa a reação entre o perclo-
rato de potássio e o alumínio e defi nir um procedimento que poderá ser empregado em 
qualquer caso.
Passo 1. Determine o nox de todos os elementos que aparecem na equação, no rea-
gente e no produto, e identifi que os elementos que sofreram variação do nox. Depois, 
trace os ramais de oxidação e de redução, conforme exemplifi cado.
+1 +7 –2 0 +1 –1 +3 –2
K Cl O
4
 + Al K Cl + Al
2 O3
Redução: ganho de 8 elétrons
Oxidação: perda de 3 elétrons
Passo 2. Escolha uma substância do ramal de oxidação (Al/Al
2
O
3
) e outra do ramal 
de redução (KClO
4
/KCl), dando preferência para a que apresentar maior atomicidade no 
elemento que sofrer variação de nox (por exemplo: entre Al e Al
2
O
3
, escolha Al
2
O
3
, que 
apresenta dois átomos de Al), e calcule o total de elétrons cedidos e recebidos (∆) pelos 
elementos que sofreram oxidação e redução, respectivamente.
Importante: a variação de número de elétrons (∆) será sempre em módulo.
∆ = variação do nox · número de átomos do elemento:
∆ do Al
2
O
3
 = 3 ⋅ 2 = 6
∆ do KClO
4
 = 8 ⋅ 1 = 8
Observação
1 Balancear uma equação 
que representa uma reação de 
oxirredução é fazer com que o 
total de elétrons cedidos pelo 
agente redutor seja igual ao 
total de elétrons recebidos pelo 
agente oxidante; ou seja, em 
uma reação química, o número 
de elétrons doados é sempre 
igual ao número de elétrons 
recebidos.
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U
ÍM
IC
A
Passo 3. Adote o ∆ de redução como coefi ciente da substância escolhida no ramal 
de oxidação, e vice-versa. Para isso, inverta o produto do ∆ obtido no passo 2. Dessa ma-
neira, estabelecemos que o número de elétrons cedidos na oxidação é igual ao número 
de elétrons recebidos na redução.
8Al
2
O
3
∆ = 6
∆ = 8 6KClO
4
Al
2
O
3
KClO
4
Passo 4. Finalize o balanceamento, calculando os demais coefi cientes por tentati-
vas. Deixe sempre para o fi nal o hidrogênio e o oxigênio. O resultado será:
6KClO
4
 + 16Al w 6KCl + 8Al
2
O
3
ou
3KClO
4
 + 8Al w 3KCl + 4Al
2
O
3
Agora, vamos balancear outra equação, cuja reação envolve um número maior de 
substâncias.
KNO
2
 + KMnO
4
 + H
2
SO
4
 w K
2
SO
4
 + MnSO
4
 + KNO
3
 + H
2
O
Passo 1
+3+1 –2 +7+1 –2 +6+1 –2 +6+1 –2 +6+2 –2 +5+1 –2 +1 –2
K K
2
K OH
2
O
3
NS SSH
2
O
4
O
4
O
4
O
4
Mn MnKO
2
+ + +N
Redução: ganho de 5 elétrons
Oxidação: perda de 2 elétrons
Passo 2
∆ do KNO
2
 = 2 · 1 = 2
∆ do KMnO
4
 = 5 · 1 = 5
 
Passo 3
5KNO
2
∆ = 2
∆ = 5 2KMnO
4
KNO
2
KMnO
4
Passo 4
5KNO
2
 + 2KMnO
4
 + 3H
2
SO
4
 w 1K
2
SO
4
 + 2MnSO
4
 + 5KNO
3
 + 3H
2
O
Balanceamento de reações de oxirredução 
na forma iônica
Muitas vezes, as equações se apresentam na forma iôni-
ca, e o procedimento para balanceá-las é igual ao empregado 
nos casos anteriores. Veja o exemplo em que suco 
de espinafre industrial é titulado com o íon 
permanganato. Isso acontece porque o es-
pinafre – e a maioria dos vegetais de folhas 
verde-escuras – contém ácido oxálico (H
2
C
2O
4
), 
que é tóxico, mas bem tolerado pelo organismo 
humano em baixas concentrações.
Por isso, as indústrias desses sucos, por meio de titulação, exercem 
um controle rigoroso em seus produtos para evitar concentrações acima 
dos limites de segurança. A equação que representa a reação é a seguinte:
H
2
C
2
O
4(aq.) 
+ MnO–
4(aq.)
 + H+
(aq.)
 w CO
2(g)
 + Mn2+
(aq.)
 + H
2
O
(,)
Espinafre, uma fonte natural de 
‡cido ox‡lico.
Binh Thanh B
u
i/S
h
u
tte
rs
to
c
k
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12 CAPÍTULO 1
Aplicando-se o procedimento já conhecido, temos que:
Passo 1.
+3+1 –2 +7 +1–2 +4 –2 +1+2 –2
H
2
H+
(aq.)
 O–
4(aq.)
MnO
4(aq.)
+ + + +C
2
C O
(,)
H
2
Mn2+O
2(g)
Redução: ganho de 5 elétrons
Oxidação: perda de 1 elétron
(aq.)
Passo 2.
∆ do H
2
C
2
O
4
 = 1 · 2 = 2
∆ do MnO–
4
 = 5 · 1 = 5
 
Passo 3.
5H
2
C
2
O
4
∆ = 2
∆ = 5 2MnO–
4
H
2
C
2
O
4
MnO–
4
Passo 4.
5H
2
C
2
O
4(aq.)
 + 2MnO–
4(aq.)
 + 6H+
(aq.)
 w 10CO
2(g)
 + 2Mn2+
(aq.)
 + 8H
2
O
(,)
Observe que o total de cargas do reagente é igual ao do produto, uma vez que o total 
de elétrons continua igual durante todo o processo.
5H
2
C
2
O
4(aq.) 
+ 2MnO–
4(aq.)
 + 6H+
(aq.)
 w 10CO
2(g)
 + 2Mn2+
(aq.)
 + 8H
2
O
(,)
5 ⋅ 0 + 2 ⋅ (–1) + 6 ⋅ (+1) = 10 ⋅ 0 + 2 ⋅ (+2) + 8 ⋅ 0 = + 4
Essa observação poderá ser extremamente útil. No próximo exemplo, vamos balan-
cear a equação.
Bi3+ + SnO
2
2– + OH– wSnO
3
2– + Bi + H
2
O
Passo 1.
Sn H
2
BiO
3
2–
Redução: ganho de 3 elétrons
Oxidação: perda de 2 elétrons
Bi
3+
+ + + +H
–
O OO
2
2–
Sn
+3 +2 +1–2 –2 +4 –2 +1 –20
Passo 2.
∆ do SnO
2
2– = 2 · 1 = 2
∆ do Bi3+ = 3 · 1 = 3
 
Passo 3.
3SnO
2
2–∆ = 2
∆ = 3 2Bi3+
SnO
2
2–
Bi3+
Passo 4. Como não é possível, a não ser por tentativas, determinar os coefi cientes 
do OH– e da água por falta de uma referência, tanto para o oxigênio como para o hidro-
gênio, vamos precisar de uma quinta etapa.
2Bi3+ + 3SnO
2
2– + OH– w 3SnO
3
2– + 2Bi + H
2
O
Passo 5. Iguale a soma das cargas dos reagentes e dos produtos. Nos produtos, a 
carga já está defi nida porque o único íon presente já tem coefi ciente. Veja como fi caria 
no caso da nossa equação.
2Bi3+ + 3SnO
2
2– + xOH– w 3SnO
3
2– + 2Bi + yH
2
O
Reagentes
Σ cargas
Produtos
Σ cargas
Σ
cargas
 reagentes = (2 ⋅ (+3)) + (3 ⋅ (–2)) + (x ⋅ (–1))
Σ
cargas
 produtos = (3 ⋅ (–2)) = –6
Assim: (2 ⋅ (+3)) + (3 ⋅ (–2)) + (x ⋅ (–1)) = –6 s x = 6
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13
Q
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ÍM
IC
A
O coefi ciente y será calculado por tentativas. Como o número de hidrogênios do lado 
dos reagentes é seis, o lado dos produtos terá de ter a mesma quantidade de átomos.
Assim, o número de moléculas de água será três, e a equação fi nalmente fi cará total-
mente balanceada:
2Bi3+ + 3SnO
2
2– + 6OH– w 3SnO
3
2– + 2Bi + 3H
2
O
Reações envolvendo o peróxido de hidrogênio (H
2
O
2
)
O peróxido de hidrogênio, ou água oxigenada, é considerado um caso 
importante, que merece atenção, por ser uma substância que pode atuar 
tanto como oxidante quanto como redutor.
Essa versatilidade faz com que essa substância tenha muitas apli-
cações. Uma delas, de grande importância ambiental, é a remoção 
de metais de águas e efluentes. Para entender seu caráter oxidante 
e redutor, observe o que acontece quando a água oxigenada é de-
composta:
2H
2
 O + 1O
2
2H
2
 O
2
OxidaçãoOxidação
+1 –1
ReduçãoRedução
+1 –2 0
Parte dos átomos de oxigênio se oxida e parte se reduz, ao mesmo tempo. Assim, nas 
reações em que a água oxigenada age como redutor, há formação de gás oxigênio (O
2
). 
Nas reações em que age como oxidante, não há formação desse gás. O procedimento de 
acerto de coefi cientes é igual ao anterior.
Para exemplifi car o uso do H
2
O
2
, observe as reações de remoção de metais apresentados:
• H
2
O
2
: agente redutor (remoção do metal cromo)
Cr
2
O
7
2– + 3H
2
O
2
 + 8H+ 2Cr3+ + 7H
2
O + 3O
2
(ganho de 3 elétrons) : ∆ = 3 · 2 = 6 
(perda de 1 elétron): ∆ = 1 · 2 = 2
OxidaçãoOxidação
+6 +3–1
ReduçãoRedução
0
• H
2
O
2
: agente oxidante (remoção do metal ferro)
(ganho de 1 elétron): ∆ = 1 · 2 = 2
H
2
O
2
 + 2Fe2+ + 2H+ 2Fe3+ + 2H
2
O
(perda de 1 elétron): ∆ = 1 · 1 = 1
OxidaçãoOxidação
+2–1
ReduçãoRedução
–2+3
Na sequência, os íons Cr3+ e Fe3+, obtidos no tratamento com H
2
O
2
, são tratados com 
uma base solúvel, e ocorre precipitação dos respectivos hidróxidos, Cr(OH)
3
 e Fe(OH)
3
, 
que podem ser filtrados. Esse processo retira esses metais eventualmente presentes 
na água. 1
Reações de auto-oxirredução
Vimos que a água oxigenada ora se comporta como agente oxidante, ora como 
agente redutor, dependendo da substância com a qual ela vai reagir. Existem, porém, 
reações em que uma substância, na mesma reação, é ao mesmo tempo agente redutor 
e oxidante. Acompanhe o que acontece quando o clorato de potássio reage com ácido 
sulfúrico.
B
IP
Observação
1 Nos casos em que a água 
oxigenada age como agente 
redutor, os coefi cientes de 
balanceamento dela própria 
(H
2
O
2
) e do O
2
 serão sempre 
iguais.
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14 CAPÍTULO 1
(ganho de 1 elétron): ∆ = 1 · 1 = 1
(perda de 2 elétrons): ∆ = 2 · 1 = 2
K Cl O
3
 + H
2
 S O
4
K
2
 S O
4
 + Cl O
2
 + H Cl O
4
 + H
2 
O
OxidaçãoOxidação
+1 –2
ReduçãoRedução
+1 +1 +4 +1 +1+7+6+6+5 –2 –2 –2 –2 –2
Repare que só os átomos de cloro têm variação no nox. Isso signifi ca, como mostra o 
esquema, que parte dos átomos de cloro presente no KClO
3
 se oxida e outra parte se reduz. 
Assim, para se efetuar o balanceamento da reação, as variações dos números de oxidação 
(∆) devem ser relacionadas aos coefi cientes dos produtos. Então:
KClO
3
 + H
2
SO
4
 w K
2
SO
4
 + 2ClO
2
 + 1HClO
4
 + H
2
O
Agora procede-se como nos casos anteriores, completando-se os outros coefi cientes 
por tentativas. O resultado é:
3KClO
3
 + 
3
2
H
2
SO
4
 w 
3
2
K
2
SO
4
 + 2ClO
2
 + 1HClO
4
 + 1H
2
O
Respeitando-se os valores de ∆, surgiram coefi cientes fracionários, o que não é ne-
nhum problema. Todavia, como é habitual representar os coefi cientes nos menores nú-
meros inteiros, multiplicamos todos eles por dois. A equação fi ca:
6KClO
3
 + 3H
2
SO
4
 w 3K
2
SO
4
 + 4ClO
2
 + 2HClO
4
 + 2H
2
O
Reações desse tipo, em que parte dos átomos de um mesmo elemento se oxida e outra parte 
se reduz, são classifi cadas como reações de auto-oxirredução ou desproporcionamento.
Balanceamento de equações químicas pelo método do 
íon-elétron
Em algumas situações propostas, os métodos convencionais para se efetuar o balan-
ceamento de equações de reações químicas de oxirredução que envolvem substâncias 
químicas eletricamente neutras e/ou íons não são capazes de chegar ao resultado corre-
to, algumas vezes por causa da falta de substâncias que não foram citadas. Nessas situa-
ções, o balanceamento pode ser feito com base no método do íon-elétron, que fornecerá 
dados qualitativos e quantitativos sobre as substâncias que foram omitidas. Observe as 
regras:
1. Escrever as semirreações de oxidação e redução.
2. Calcular a quantidade de elétrons cedidos e recebidos nas semirreações.
3. Acertar a quantidade de átomos, que não sejam hidrogênio ou oxigênio, nas semir-
reações.
Para isso, seguem-se estes procedimentos:
• Para os átomos de oxigênio: acrescentar tantas moléculas de água quanto(s) 
for(em) o(s) átomo(s) de oxigênio que falta(m) no(s) reagente(s) ou no(s) produto(s).
• Para os átomos de hidrogênio: acrescentar tantos íons H+ quanto(s) for(em) o(s) 
átomo(s) de hidrogênio que falta(m) no(s) reagente(s) ou no(s) produto(s).
4. Acertar a quantidade de elétrons doados e recebidos por multiplicação das semirrea-
ções, se houver necessidade.
5. Adicionar as duas semirreações, obtendo a reaçãototal, corretamente balanceada. Se, 
porventura, a reação ocorrer em meio básico, adicionar íons OH– em ambos os lados, 
lembrando que cada H+ é neutralizado por um OH–, formando uma molécula de água.
Para ilustrar esse procedimento, vamos efetuar o balanceamento da equação química 
iônica a seguir, que acontece no interior dos antigos bafômetros e que o fazem mudar de 
cor de laranja para verde, quando um motorista bêbado expira ar impregnado com etanol 
dentro do aparelho.
H
3
C — CH
2
 — OH + Cr
2
O
7
2– w H
3
C — COOH + Cr3+
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15
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Passo 1. Semirreação de oxidação
H
3
C — C — OH e– + H
3
C — C
H
H
OH
O
e nox s oxidação
∆ = 4
–1 +3
Passo 2. Semirreação de redução
e–
r nox s redução
∆ = 3 á 2 = 6
Cr3+Cr
2
O
7
2– +
+3+6
Passo 3. Reescrevendo as semirreações e acertando a quantidade de átomos, teremos:
OH
O
H
3
C — CH
2
 — OH w 4 e– + H
3
C — C
Cr
2
O
7
2– + 6 e– w 2Cr3+
Passo 4. Acertando a quantidade de hidrogênios com H+.
+ 4H+H
3
C — CH
2
 — OH + H
2
O w 4 e– + H
3
C — C
Cr
2
O
7
2– + 6 e– + 14H+ w 2Cr3+ + 7H
2
O
OH
O
Passo 5. Para acertar o número de elétrons doados e recebidos, multiplicar a semir-
reção de oxidação por 3 e a semirreação de redução por 2.
3H
3
C — CH
2
 — OH + 3H
2
O w 12 e– + 3H
3
C — C
2Cr
2
O
7
2– + 12 e– + 28H+ w 4Cr3+ + 14H
2
O
+ 12H+
OH
O
Passo 6.
3H
3
C — CH
2
 — OH + 3H
2
O w 12 e– + 3H
3
C — C
2Cr
2
O
7
2– + 12 e– + 28H+ w 4Cr3+ + 14H
2
O
3H
3
C — CH
2
 — OH + 2Cr
2
O
7
2– + 16 H+ w 4Cr3+ + 3H
3
C — C
 
+ 12H+
+ 11H
2
O
+
Equa•‹o global
1116
OH
O
OH
O
Nesse caso, a mudança de cor acontece porque o íon dicromato (Cr O )
2 7
2Ð é laranja e, ao 
reagir com o etanol exalado por uma pessoa que tenha ingerido álcool, forma o íon Cr3+, 
que é verde. Note que essa reação acontece em meio ácido, o que é evidenciado pela 
necessidade da presença de íons H+ na equação química.
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16 CAPÍTULO 1
Conexões
A mudança do estado de oxidação de uma espécie química altera a cor do sistema?
Observação: Faça esse experimento somente sob a supervisão de seu professor.
Pelo experimento descrito a seguir, será possível acompanhar o que acontece em um sistema aquoso em que aconte-
cem diferentes reações de oxirredução.
Material
• sulfato de cobre (II)
• soda cáustica
• palha de aço 
• 4 seringas descartáveis de 10 mL
• colher de chá de material plástico
• copos de vidro 
• espetos de madeira para churrasco
Procedimento
1. Dissolver dentro de um copo 5 colheres de chá de sulfato de cobre em 100 mL de água.
2. Dissolver dentro de um copo 1 colher de chá de soda cáustica em 50 mL de água.
1ª experiência: com o auxílio de uma seringa, separar 2,5 mL da solução de sulfato de cobre e 12,5 mL da solução de 
soda cáustica.
Adicione-as em um copo com 10 mL de água. Misture com o auxílio de um espeto de madeira por cinco minutos. Com-
pare com a cor da solução de cobre pura.
2ª experiência: coloque 50 mL da solução de sulfato de cobre em outro copo e vá acrescentando palha de aço, mistu-
rando com o auxílio de um espeto de madeira até que a cor azul da solução de cobre tenha se tornado incolor ou esteja 
levemente amarelada.
Com o auxílio de uma seringa, colete 10 mL dessa solução que você acabou de fazer em um copo e acrescente 2,5 mL 
da solução de soda cáustica. Agite lentamente com um espetinho de madeira durante 10 minutos, observando as mudan-
ças de cor que acontecerão durante esse tempo.
Anote suas observações.
Com o auxílio de seu professor, responda às questões a seguir.
 1. O que motivou a mudança do aspecto da solução de cobre na 1a experiência?
 2. Qual é a equação iônica que acontece entre a solução de cobre e a palha de aço?
 3. Explique a mudança de cor observada após os dez minutos da 2a experiência.
Atividades
 13. (Vunesp) Considere a reação representada pela equação química não balanceada: H
2
S + Br
2
 + H
2
O w H
2
SO
4
 + HBr
Neste processo, pode-se afi rmar que: 
a) o Br
2
 é o agente redutor. 
b) o H
2
SO
4
 é o agente oxidante. 
c) a reação é de dupla troca. 
d) para cada mol de Br
2
 consumido é produzido um mol de HBr. 
e) os menores coefi cientes de H
2
S e Br
2
, na equação balanceada, são 1 e 4, respectivamente.
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A
 14. (IME-RJ) É dada a equação química, não ajustada, a seguir: 
KClO
3
 + H
2
SO
4
 w HClO
4
 + ClO
2
 + K
2
SO
4
 + H
2
O 
Determine os seus coefi cientes, considerando os menores 
números inteiros possíveis. 
 15. (UEFS-BA)
PbO
2(s)
 + Pb
(s)
 + HSO–
4(aq.)
 + H+
(aq.)
 w PbSO
4(s)
 + H
2
O
(,)
A equação química, não balanceada, representa a reação 
global da pilha de chumbo e ácido, que produz energia 
utilizada em veículos automotivos.
A partir dessa equação química balanceada com os me-
nores coefi cientes estequiométricos inteiros, é correto 
afi rmar:
a) o Pb
(s)
 é oxidado pelo hidrogenossulfato.
b) o PbO
2(s)
 é o agente redutor na equação química.
c) a soma dos elétrons recebidos e doados durante a rea-
ção química representada é igual a zero.
d) a soma das cargas elétricas no primeiro membro é dife-
rente daquela no segundo membro da equação química.
e) a quantidade de matéria de átomos, no primeiro e no 
segundo membros da equação química, é igual, de 
acordo com o princípio de conservação de massa.
 16. (Vunesp) Em leite adulterado, é comum encontrar peróxido 
de hidrogênio (H
2
O
2
), substância adicionada pelo frauda-
dor com a fi nalidade de diminuir o desenvolvimento de 
micro-organismos provenientes de manipulação e esto-
cagem inadequadas do produto. Um teste simples para 
a detecção dessa substância consiste em gotejar solução 
aquosa de iodeto de potássio em uma amostra acidifi cada 
do leite a ser analisado. Caso contenha H
2
O
2
, a amostra 
adquirirá coloração amarelada devido à formação de iodo, 
uma molécula diatômica.
Escreva a equação química que representa a reação entre 
o peróxido de hidrogênio e o iodeto em meio ácido, com 
produção de iodo e água, apresentando os números de 
oxidação para o iodo no reagente (íon iodeto) e no pro-
duto (iodo molecular). 
 17. (Unisa-SP) Observe a equação da reação que se segue:
H
2
S + MnO
4
2– + H+ w S + Mn2+ + H
2
O
A soma dos coefi cientes das espécies presentes é igual a:
a) 2
b) 15 
c) 26 
d) 28 
e) 30
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18 CAPÍTULO 1
 18. (UEFS-BA)
FeS
(s)
 + H
2
O
(,)
 + O
2(g)
 w Fe(OH)
3(s)
 + S
8(s)
No laboratório, às vezes ocorrem acidentes por conta 
da falta de atenção em determinados procedimentos, a 
exemplo do descarte, em cesta de lixo comum, de sulfe-
to de ferro (II) úmido, recém-produzido em uma reação. 
Na presença de ar, a reação entre essa substância e a 
água, de acordo com a equação química representada 
não balanceada, produz calor, que pode inflamar o enxo-
fre elementar e causar incêndio. A partir dessas informa-
ções e da equação química balanceada com os menores 
coeficientes estequiométricos inteiros, é correto afirmar:
a) A água é o agente oxidante na equação química.
b) A reação representada é classificada como de decom-
posição.
c) O total de elétrons transferidos durante a reação quí-
mica representada é 24.
d) O enxofre no sulfeto de ferro (II) é reduzido a zero 
durante a reação química.
e) O oxigênio é o agente redutor na reação química, e a 
soma do coeficiente estequiométrico dessa substância 
com o de Fe(OH)
3
 é 5.
 19. Reações de oxirredução ocorrem com transferência de 
elétrons: um elemento sofre oxidação (perde elétrons) e 
outro, redução (ganha elétrons), sendo que a quantidade 
de elétrons transferidos deve ser a mesma.
Na equação Cu + HNO
3
 w Cu(NO
3
)
2
 + H
2
O + NO
2
, o coe-
ficiente estequiométrico do agente oxidante é:
a) 1
b) 2
c) 3d) 4
e) 5
 20. +Enem [H24] Observe a equação não balanceada a seguir. 
Bi
2
O
3
 + NaClO + NaOH w NaBiO
3
 + NaCl + H
2
O
Nela: 
a) o bismuto no Bi
2
O
3
 sofre oxidação, logo o Bi
2
O
3
 atua 
como oxidante. 
b) o cloro no NaClO perde dois elétrons. 
c) o número de oxidação do bismuto varia de +3 para +5. 
d) a soma dos menores coeficientes inteiros do balancea-
mento dos sais é seis vezes maior que a dos óxidos 
metálicos. 
e) o NaCl atua como redutor, pois o átomo de cloro apre-
senta-se com seu número de oxidação máximo.
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19
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Complementares Tarefa proposta 13 a 24
d) O elemento metálico arsênio é muito utilizado na produ-
ção de computadores e calculadoras, pois apresenta boa 
condutibilidade elétrica, porém má condutividade térmica.
e) Os elementos químicos arsênio e enxofre reduzem-se, 
enquanto o elemento químico nitrogênio oxida-se.
 23. (UEPB) O cúrio metálico pode ser produzido por redução 
do trifl uoreto de cúrio, com vapor de bário. Com base 
nisso, apresente a equação química balanceada que repre-
senta a dada reação.
a) Cm3+ + Ba0 w Cm0 + Ba3+
b) Cm + Ba2+ w Cm3++ Ba
c) Cu3+ + Ba0 w Cu0 + Ba3+
d) 2Cm3+ + 3Ba0 w 2Cm0 + 3Ba2+
e) Cm3+ + 3Ba2+ w Cm + 3Ba3+
 24. (Unioeste-PR) Com base na reação abaixo, determine: a 
espécie oxidada e reduzida e o agente oxidante e redutor, 
respectivamente.
,
w
w
)(
+ +
− + +
2Mn + 5NaBiO + 14H
2MnO + 5Bi + 5Na + 7H O
(aq.)
2
3(s) (aq.)
4(aq.) (aq.)
3
(aq.) 2
a) Na, Mn, NaBiO
3
, Mn2+
b) Mn, Bi, NaBiO
3
, Mn2+
c) H, Bi, NaBiO
3
, H+
d) Bi, Mn, NaBiO
3
, Mn2+
e) Mn, Na, Mn2+, NaBiO
3
 21. (FEI-SP) Dada a equação de oxirredução não balanceada: 
KMnO
4
 + H
2
SO
4
 + KI w MnSO
4
 + K
2
SO
4
 + I
2
 + H
2
O 
Após balanceamento, a relação entre o coefi ciente do re-
dutor e do oxidante será: 
a) 2 d) 
1
3
b) 
1
5
 e) 5
c) 
3
4
 22. (Unicentro-PR) No preparo de uma salada de frutas, costu-
ma-se colocar também um pouco de suco de laranja ou de 
limão sobre pedaços de pera ou maçã. Esse procedimento 
evita o escurecimento dessas frutas, pois a vitamina C, 
presente nesses sucos, atua como antioxidante.
As reações de oxirredução são largamente estudadas na 
química em decorrência de suas diversas aplicações.
Analise a reação a seguir e o estudo das reações de oxir-
redução e assinale a alternativa correta.
As
2
S
3
 + HNO
3
 + H
2
O w H
2
SO
4
 + H
3
AsO
4
 + NO
a) O elemento arsênio sofre redução, enquanto o ele-
mento nitrogênio sofre oxidação.
b) O agente redutor é a espécie química HNO
3
, e o agen-
te oxidante é a espécie química As
2
S
3
.
c) Realizando o balanceamento pelo método redox, a 
soma dos coeficientes mínimos e inteiros é igual 
a 78.
Tarefa proposta
 1. (Cesgranrio-RJ) Dado o grupo de compostos ou íons clo-
rados apresentados a seguir, os números de oxidação do 
cloro são, respectivamente: 
KClO
4
, Mg(ClO
3
)
2
, NaClO, ClO–
2
 e Cl
2
a) +7, +6, +2, +3, 0 
b) +7, +5, +1, +3, 0 
c) +7, +5, –1, +1, –1 
d) +5, +3, +1, +3, 0 
e) +3, –3, +1, +1, 0
 2. (Cesgranrio-RJ) Identifi que, entre as opções a seguir, qual dos 
compostos apresenta o elemento fósforo com maior nox.
a) H
3
PO
3
b) H
2
PO
3
c) H
3
PO
2
d) H
4
P
2
O
5
e) HPO
3
 3. (PUC-MG) Nos compostos CCl
4
, HCCl
3
, H
2
CCl
2
, H
3
CCl e CH
4
, 
os números de oxidação dos carbonos são, respectivamente:
a) +4; +2; 0; –2; –4
b) +4; +2; 0; +2; +4
c) +4; +2; +1; +2; +4
d) –2; +4; 0; +2; +4
 4. (Unifesp-SP) O nitrogênio se apresenta na natureza em 
espécies bastante variadas, em que seu número de oxi-
dação varia de –3 a +5. Em sistemas aquáticos, as formas 
que predominam e que são importantes para a avaliação 
da qualidade da água são as que apresentam número de 
oxidação –3, 0, +3 e +5. Um rio, inicialmente não poluí-
do, recebe dois despejos, um de uma indústria de proces-
samento de peixe (rico em proteínas e aminas) e outro 
de uma fábrica de fertilizantes (rico em nitrato e sais de 
amônio). Lembrando que proteínas e aminas podem ser 
consideradas derivados da amônia, a água desse rio fi cará 
rica em espécies em que o nitrogênio se apresenta nos 
números de oxidação: 
a) +3 e +5 
b) +3, –3 e +5 
c) –3, +4 e +5 
d) –3 e +3 
e) –3 e +5
 5. (Vunesp) No mineral perovskita, de fórmula CaTiO
3
, o nú-
mero de oxidação do titânio é: 
a) +4
b) +2 
c) +1 
d) –1 
e) –2
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20 CAPÍTULO 1
 6. (Vunesp) Compostos de crômio têm aplicação em muitos 
processos industriais, como, por exemplo, o tratamento de 
couro em curtumes e a fabricação de tintas e pigmentos.
Os resíduos provenientes desses usos industriais contêm, 
em geral, misturas de íons cromato (CrO )4
2– , dicromato e 
crômio, que não devem ser descartados no ambiente, por 
causarem impactos significativos. Sabendo que no ânion 
dicromato o número de oxidação do crômio é o mesmo 
que no ânion cromato e que é igual à metade desse valor 
no cátion crômio, as representações químicas que corres-
pondem aos íons de dicromato e crômio são, correta e 
respectivamente:
a) Cr
2
O
5
2– e Cr4+
b) Cr
2
O
9
2– e Cr4+
c) Cr
2
O
9
2– e Cr3+
d) Cr
2
O
7
2– e Cr3+
e) Cr
2
O
5
2– e Cr2+ 
 7. (Unifran-RS) Analise as proposições e assinale a alternativa 
incorreta.
a) As reações de oxidação e redução ocorrem simulta-
neamente.
b) A substância oxidada é o agente redutor, a substância 
reduzida é o agente oxidante.
c) O flúor tem um número de oxidação –1 em todos os 
seus compostos.
d) O número de oxidação de metais ligados a hidrogênio 
em compostos binários é –1.
e) Na maioria de seus compostos, o nox do oxigênio é 
–2, exceto no peróxido de hidrogênio (H
2
O
2
) e no íon 
peróxido (O
2
2–), em que o número de oxidação é –1.
 8. (UFMG) A produção de energia é um tema crucial nos dias 
de hoje. As células de combustível convertem energia quí-
mica em energia elétrica. As células que usam o hidrogênio 
como combustível oferecem a vantagem de gerar água 
como produto, não contaminando o meio ambiente. A 
equação que representa areação global para esse tipo de 
célula de combustível é:
2H
2(g)
 + O
2(g)
 w 2H
2
O
(,)
Considerando-se essas informações, é correto afirmar que:
a) o oxigênio oxida e ganha elétrons.
b) o oxigênio reduz e perde elétrons.
c) o hidrogênio reduz e ganha elétrons.
d) o hidrogênio oxida e perde elétrons.
 9. (UFU-MG) Entende-se por corrosão de um material a sua 
deterioração ou destruição, causada por uma reação quí-
mica com o meio no qual se encontra. Essas reações são 
de oxidação e redução. Na reação química de oxidação e 
redução, representada pela equação:
Al + 3AgNO
3
 w Al(NO
3
)
3
 + 3Ag
a) o alumínio é o oxidante, porque é oxidado.
b) o alumínio é o redutor, porque é oxidado.
c) a prata do nitrato de prata é o oxidante, porque ela é 
oxidada.
d) a prata do nitrato de prata é o redutor, porque ela é 
reduzida.
 10. (Unimontes-MG) Uma das características do nitrogênio é a 
ampla diversidade dos seus compostos. A hidrazina, N
2
H
4
, 
por exemplo, é usada no tratamento da água das caldeiras 
de usinas geradoras em que o oxigênio (O
2
), dissolvido na 
água, pode contribuir para a corrosão do metal do casco 
e tubos das caldeiras. O tratamento da água pode ser 
expresso pela equação: 
N
2
H
4(g)
 + O
2(g)
 w N
2(g)
 + 2H
2
O
(,)
concluindo-se, assim, que a hidrazina, na água das caldeiras, 
a) oxida o metal do casco e tubos. 
b) remove o metal do casco e tubos. 
c) reduz o oxigênio dissolvido. 
d) facilita a corrosão dos tubos.
 11. (UFRGS-RS) A cebola, por conter derivados de enxofre, 
pode escurecer talheres de prata. Este fenômeno pode ser 
representado pela equação: 
4Ag
(s)
 + 2H
2
S
(g)
 + O
2(g)
 w 2Ag
2
S
(s)
 + 2H
2
O
(,)
A respeito deste fato, pode-se afirmar que: 
a) a prata sofre redução. 
b) a prata é o agente redutor. 
c) o oxigênio sofre oxidação.d) o H
2
S é o agente oxidante. 
e) o enxofre sofre redução.
 12. +Enem [H24] Uma das maneiras que os trabalhadores de 
minas usavam para esconder pequenas pepitas de ouro 
encontradas era a dissolução desse metal em água-régia 
(uma mistura de ácido nítrico e ácido clorídrico). A reação 
ocorre segundo a equação química: 
Au
(s)
 + NO–
3(aq.)
 + 4H+
(aq.)
 + 4Cl–
(aq.)
 w AuCl–
4(aq.)
 + 2H
2
O
(,)
 + NO
(g)
Em que:
a) o nitrato atua como agente oxidante. 
b) o estado de oxidação do N passa de +5 para –3. 
c) o cloreto atua como agente redutor. 
d) o oxigênio sofre oxidação de 2 elétrons. 
e) o íon hidrogênio atua como agente redutor.
 13. (Uepa)
Equação 1: NO
2(g)
 + H
2
O
(,)
 w HNO
2(aq.)
 + HNO
3(aq.)
Equação 2: SO
2(g)
 + H
2
O
(,)
 + O
2(g)
 w H
2
SO
3(aq.)
 + H
2
SO
4(aq.)
Ao realizar o balanceamento das equações 1 e 2, os coe-
ficientes estequiométricos obtidos são, respectivamente:
a) 2, 2, 1, 1 e 4, 4, 3, 2, 2.
b) 2, 2, 2, 1 e 4, 1, 4, 2, 2.
c) 1, 1, 2, 2 e 4, 4, 1, 2, 1.
d) 2, 1, 1, 1 e 4, 4, 1, 2, 2.
e) 2, 1, 1, 1 e 4, 4, 1, 1, 1.
 14. (USJT-SP) O fósforo branco (P
4
) é uma substância muito 
empregada para finalidades bélicas, na confecção de bom-
bas incendiárias e granadas luminosas. Ele é obtido pelo 
aquecimento, em forno elétrico, de fosfato de cálcio, areia 
e coque. A equação química (não balanceada) é: 
Ca
3
(PO
4
)
2
 + SiO
2
 + C w CaSiO
3
 + CO + P
4
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21
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A
Os coefi cientes estequiométricos da equação, respectiva-
mente, são: 
a) 1, 3, 2, 3, 2 e 1 
b) 2, 6, 10, 6, 8 e 1 
c) 1, 3, 5, 3, 5 e 1 
d) 2, 6, 10, 6, 10 e 1 
e) 4, 12, 20, 12, 10 e 1
 15. (Ufscar-SP) O peróxido de hidrogênio (H
2
O
2
) dissolvido em 
água é conhecido como água oxigenada. O H
2
O
2
 é um 
agente oxidante, mas pode também atuar como agente 
redutor, dependendo da reação. Na equação:
KMnO
4
 
(aq.)
 + H
2
O
2(aq.)
 + H
2
SO
4(aq.)
 w
w MnSO
4(aq.)
 + K
2
SO
4(aq.)
 + O
2(g)
 + H
2
O
(,)
a soma dos coefi cientes estequiométricos, após o balan-
ceamento, e o agente oxidante são:
a) 26 e KMnO
4
. 
b) 24 e KMnO
4
. 
c) 26 e H
2
O
2
.
d) 24 e H
2
O
2
.
e) 23 e O
2
.
 16. (UFG-GO) Após incineração de lixo, faz-se a determinação 
de carbono não queimado e matéria fermentável por 
um método que se fundamenta na equação de reação 
seguinte: 
Na
2
C
2
O
4
 + KMnO
4
 + H
2
SO
4
 w
w K
2
SO
4
 + Na
2
SO
4
 + MnSO
4
 + CO
2
 + H
2
O 
A respeito dessa equação de reação, pedem-se: 
a) o agente oxidante e o agente redutor. 
b) o balanceamento da equação.
 17. (Ufes) KI + KIO
3
 + HCl w ICl + KCl + H
2
O
Balanceando a equação dada por oxirredução, obtere-
mos, respectivamente, os índices:
a) 2; 1; 6; 3; 3; 3
b) 3; 8; 5; 6; 15; 3
c) 5; 5; 15; 15; 10; 15
d) 10; 2,5; 30; 15; 10; 5
 18. (PUCC-SP) Os fi ltros contendo carvão ativo procuram eli-
minar o excesso de cloro na água tratada. Pode ocorrer a 
reação: 
Cl
2(g)
 + C
(s)
 + H
2
O
(,)
 w CO
2(g)
 + H
3
O+
(aq.)
 + Cl–
(aq.)
Balanceando-se essa equação com os menores números 
inteiros possíveis, qual a soma dos coefi cientes do primei-
ro membro? 
a) 5 b) 6 c) 7 d) 8 e) 9
 19. (UFSE) Certos “bafômetros”, utilizados pela polícia rodo-
viária quando há suspeita de embriaguez, baseiam-se na 
oxidação do etanol pelo dicromato de potássio em meio 
aquoso ácido. Quando há sufi ciente etanol para reduzir 
todo o dicromato, a cor da solução muda de laranja, 
Cr
2
O
7
2–, para verde, Cr3+. 
3C
2
H
5
OH + xCr
2
O
7
2– + yH+ w 3CH
3
CHO + ... Cr3+ + ... H
2
O 
Na equação representada acima, quando corretamente 
balanceada, x e y valem, respectivamente:
a) 1 e 8 
b) 1 e 10 
c) 2 e 5 
d) 2 e 10
 20. (UFMG) As células a combustível constituem uma impor-
tante alternativa para a geração de energia limpa. Quando 
o combustível utilizado é o hidrogênio, o único produto 
da reação é o vapor de água. Nesse caso, as semirreações 
que ocorrem são: 
H
2
 w 2H+ + 2 e–
O
2 
+ 4H+ + 4 e– w 2H 
2
O 
Considerando-se essas informações, é correto afi rmar 
que a equação da reação global do processo descrito é: 
a) 2H+ + 
1
2
O
2
 w H
2
O 
b) 2H+ + 
1
2
O
2
 + 2 e– w H
2
O 
c) 
1
2
H
2
 + 
1
2
O
2
 + H+ + e– w H
2
O 
d) H
2
 + 
1
2
O
2
 w H
2
O
 21. (Unicamp-SP) No início das transmissões radiofônicas, um 
pequeno aparelho permitia a recepção do sinal emitido por 
estações de rádio. Era o chamado rádio de galena, cuja 
peça central se constituía de um cristal de galena, que é 
um mineral de chumbo, na forma de sulfeto, de cor preta. 
O sulfeto de chumbo também aparece em quadros de 
vários pintores famosos que usaram carbonato básico de 
chumbo como pigmento branco. Com o passar do tempo, 
este foi se transformando em sulfeto de chumbo pela ação 
do gás sulfídrico presente no ar, afetando a luminosidade 
da obra. Para devolver à pintura a luminosidade original 
que o artista pretendeu transmitir, ela pode ser tratada 
com peróxido de hidrogênio, que faz com que o sulfeto 
de chumbo se transforme em sulfato, de cor branca.
a) Escreva os símbolos químicos do chumbo e do enxofre.
 Lembre-se de que os símbolos químicos desses elemen-
tos se originam de seus nomes latinos plumbum e sulfur.
b) Escreva a equação química que representa a transfor-
mação do sulfeto de chumbo em sulfato de chumbo 
pela ação do peróxido de hidrogênio.
c) Entre as transformações químicas citadas nesta ques-
tão, alguma delas corresponde a uma reação de oxirre-
dução? Responda sim ou não e justifi que sua resposta.
 22. (UFRJ) Os fogos de artifício também devem conter rea-
gentes capazes de sofrer uma reação redox com rápida 
liberação de grandes quantidades de energia. Uma possi-
bilidade é reagir nitrato de potássio e enxofre, segundo a 
equação:
4KNO
3
 + 5S w 2K
2
O + 5SO
2
 + 2N
2
Escreva as semirreações de redução e oxidação e identifi -
que o agente redutor e o agente oxidante.
Et_EM_2_Cad8_Qui_c01_01a22.indd 21 9/19/18 8:12 AM
22 CAPÍTULO 1
 23. (Uerj) Para prevenção do bócio, doença causada pela falta de iodo no organismo, recomenda-se a adição de 0,005%, em 
massa, de iodato de potássio ao sal de cozinha. O iodato de potássio é produzido pela reação entre o iodo molecular e o 
hidróxido de potássio, que forma também água e iodeto de potássio.
Escreva a equação química completa e balanceada para a obtenção do iodato de potássio e determine a massa, em gramas, 
do íon iodato presente em 1 kg de sal de cozinha.
 24. +Enem [H23] O alumínio metálico é um metal relativamente leve muito usado na a fabricação de utensílios de cozinha para 
substituir utensílios mais pesados, formados por outros metais, como ferro. Em contrapartida, o alumínio é muito suscetível 
à corrosão pelo ácido sulfúrico, de acordo com a reação:
Al
(s) 
+ H
2
SO
4(aq.)
 w Al
2
(SO
4
)
3(aq.) 
+ H
2(g) 
A partir da qual afirma-se que:
a) o alumínio sofre uma redução. 
b) o alumínio é o agente oxidante. 
c) o maior estado de oxidação do Al é Al2+. 
d) a soma dos coeficientes mínimos e inteiros das espécies envolvidas é igual a 9, quando balanceada.
e) o alumínio não tem valor comercial real, já que o sal formado, sulfato de alumínio, é insolúvel em água, sendo, portanto, 
difícil a recuperação do alumínio.
 Vá em frente 
Leia
BURRESON, J.; LE COUTER, P. Os botões de Napoleão: as 17 moléculas que mudaram a história. São Paulo: Jorge Zahar, 2006.
O livro relata o desenvolvimento da Ciência em razão de acontecimentos históricos, apresentando vários processos de 
oxirredução.
Autoavaliação:
Vá até a página 103 e avalie seu desempenho neste capítulo.
Et_EM_2_Cad8_Qui_c01_01a22.indd 22 9/19/18 8:12 AM
 ► Prever a espontaneidade 
dos processos de oxidação/
redução.
 ► Compreender o 
funcionamento de uma 
célula galvânica (pilha).
Principais conceitos 
que você vai aprender:
 ► Diferença de potencial 
elétrico
 ► Pilha
 ► Cátodo
 ► Ânodo► Ponte salina
 ► Semicela
 ► Eletrodo de referência
 ► Potencial eletroquímico
 ► Variação de potencial 
eletroquímico
 ► Força de oxidantes e 
redutores
 ► Metal de sacrifício
 ► Células de combustível
23
2
PILHAS
OBJETIVOS
DO CAPÍTULO
Q
U
ÍM
IC
A
Flegere/S
hu
tte
rsto
ck 
Reciclar pilhas e baterias de telefone celular não é um processo economicamente barato. 
A reciclagem de 10 toneladas, por exemplo, custa cerca de R$ 1 000. Pode ser caro. Mas des-
cartar conscientemente esses materiais é importante para o ambiente. Baterias e pilhas têm 
elementos químicos pesados, como níquel, cádmio, chumbo, zinco e mercúrio, que intoxicam 
o solo, os rios, os vegetais e os animais. E o pior: o ser humano não metaboliza essas substân-
cias, o que pode causar graves danos ao sistema nervoso e até câncer. Por outro lado, pilhas e 
baterias recicladas viram pigmentos que dão cor a fogos de artifício, pisos cerâmicos, vidros 
e tintas.
Disponível em: <https://super.abril.com.br/ciencia/como-e-feita-a-reciclagem-de-pilhas-e-baterias/>. 
Acesso em: 23 jun. 2018.
• Quais são os aspectos que podem ser importantes e devem ser considerados nos pro-
cessos de reciclagem de pilhas, baterias e outras substâncias potencialmente nocivas 
ao meio ambiente e ao ser humano??
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A
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Et_EM_2_Cad8_Qui_c02_23a51.indd 23 9/19/18 8:11 AM
24 CAPÍTULO 2
Forma met‡lica e forma oxidada
Os metais, em sua maioria, são encontrados em combinação com outros elementos e, 
nessa forma, são classificados como substâncias compostas. Outros – como ouro, prata, 
mercúrio e cobre – podem ser encontrados sem essa combinação e denominados subs-
tâncias simples. Uma dúvida frequente é por que poucos metais são encontrados puros 
na natureza. A maioria, como o ferro, é encontrada combinada com, por exemplo, o oxigê-
nio, como a hematita – principal minério de ferro (Fe
2
O
3
). Outro exemplo é o estanho, que é 
encontrado combinado com o oxigênio, na cassiterita – minério de fórmula SnO
2
.
Para entender o que ocorre, é preciso recordar a diferença existente entre a forma metá-
lica e a forma oxidada de um metal. O ferro usado nas vigas da construção civil, por exemplo, 
é o ferro metálico – sua simbologia química é Fe0, ou somente Fe. Já o ferro presente na hema-
tita apresenta número de oxidação +3. Isso significa que, quando esse metal é encontrado na 
natureza, ele já está oxidado (perceba o aumento do nox de 0 para +3). Isso também acontece 
com o estanho; na sua forma metálica (Sn0) – aquela presente nos objetos de bronze (uma liga 
metálica de estanho com cobre) –, ele apresenta nox zero. Já na cassiterita, seu nox é +4.
Observe a tabela a seguir, que apresenta a fórmula e o nome dos principais minérios.
Metais Fórmula química Nome mineralógico
Minério de ferro
Fe
2
O
3
Hematita
Fe
2
O
3
 ⋅ 3H
2
O Limonita
Fe
3
O
4
Magnetita
FeCO
3
Siderita
FeS
2
Pirita
Minério de cobre
Cu Nativo
CuS
2
Calcocita
CuFeS
2
Calcopirita
CuO
2
Cuprita
Minério de prata
Ag Nativo
AgCl Clorargita
Minério de mercúrio HgS Cinábrio
Minério de estanho SnO
2
Cassiterita
Minério de chumbo PbS Galena
Minério de zinco ZnS Blenda
Minério de cromo Cr
2
FeO
4
Cromita
Minério de alumínio Al
2
O
3
 ⋅ H
2
O Bauxita
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n
i3
3
1
5
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Retrato de um mineiro no interior 
da mina de prata de Cerro Rico, 
em Potosi, Bolivia.
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25
Q
U
ÍM
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A
É interessante o fato de que, se o ferro metálico for exposto ao ar atmosférico por um 
longo período, ele se oxida, isto é, transforma-se em ferrugem. A substância predominante na 
ferrugem é o óxido de ferro III (Fe
2
O
3
), cuja fórmula química é a mesma da hematita, o principal 
minério de ferro. É como se houvesse uma tendência natural para o ferro estar sempre na forma 
oxidada. A natureza fornece-nos o ferro oxidado; os químicos reduzem-no, transformando-o 
em ferro metálico, mas sua tendência natural o leva de volta à forma oxidada.
Potenciais de oxidação e redução
Para entender o que são potenciais de oxidação e de redução dos metais, observe a 
ilustração a seguir, que representa uma encosta na beira da praia.
Grupo 1 Grupo 2
Al
Zn
Fe
Sn
Pb
H
Cu
Ag Au
Pt
Nesse desenho, foram colocados apenas os metais mais comuns em nosso cotidiano. 
Esses metais foram distribuídos de maneira que, quanto mais alto eles estiverem locali-
zados na montanha (ou encosta), maior é seu potencial de oxidação, isto é, maior é sua 
tendência em sofrer oxidação (perder elétrons).
Observe que o ferro está localizado bem acima da platina, o que comprova sua maior incli-
nação em sofrer oxidação e torna mais difícil a possibilidade de encontrá-lo puro na natureza.
Já com a platina ocorre o oposto. Percebe-se que, pela sua posição, no fundo do mar, a 
sua propensão é permanecer na forma reduzida (Pt0).
Na natureza, o sódio não é encontrado em sua forma metálica, e sim combinado. 
Na água do mar, o sódio é abundante na forma de cloreto de sódio (NaCl), sal de cozinha. 
É encontrado ainda como sal-gema (também NaCl) e thenardita (Na
2
SO
4
). É comum apare-
cer na forma de sais nas águas minerais. Em todos esses casos, o sódio está sempre na sua 
forma oxidada, com nox = +1. 1 1
No sal de cozinha não há sódio metálico, apenas sódio com nox +1.
 A
n
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y
 A
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g
o
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Observação
1 A Química costuma usar 
semirreações para apresentar 
as oxidações e as reduções. 
Observe os exemplos a seguir.
Redução do ferro III (da 
hematita) a ferro metálico:
Fe3+ + 3 e– w Fe0
(signifi cado: o ferro III captura 
três elétrons e é reduzido a 
ferro metálico).
Oxidação do ferro metálico de 
volta a ferro III (processo inverso):
Fe0 w Fe3+ + 3 e–
(signifi cado: o ferro metálico 
perde três elétrons e é oxidado 
a ferro III).
Ainda persistem as dúvidas: por 
que a platina é tão diferente? 
Por que ela é encontrada na 
natureza já na forma metálica 
(Pt0) e não sofre oxidação, como 
acontece com o ferro, quando 
exposta à atmosfera do nosso 
planeta? A resposta a essas 
perguntas está nos potenciais 
de oxidação (E0
oxi.
) e de 
redução (E0
red.
) desses metais.
Curiosidade
1 O nome platina vem do 
espanhol e seu signifi cado 
é “prata de pouco valor”. 
Na América espanhola, a 
platina era frequentemente 
encontrada com o ouro, mas era 
desprezada porque, na ingênua 
opinião dos exploradores, 
não havia “maturado” o 
sufi ciente para fi car amarela. 
Era então devolvida à terra 
para “amadurecer” até que a 
cor amarela aparecesse, o que, 
obviamente, não acontecia. 
Na natureza, a platina é 
encontrada na forma metálica, 
geralmente com os metais 
rutênio, ródio, paládio, ósmio 
e irídio. Na forma combinada 
(extremamente rara), o 
representante mais importante 
é a sperrylita, um arseneto de 
platina. Essa substância é usada 
em joalherias, instrumentos de 
laboratório, contatos elétricos, 
preparações odontológicas, 
pinos cirúrgicos e aparelhagens 
resistentes à corrosão. 
Atualmente, é mais cara que o ouro.
Et_EM_2_Cad8_Qui_c02_23a51.indd 25 9/19/18 8:11 AM
26 CAPÍTULO 2
A tabela dos potenciais
Os químicos já foram capazes de quantifi car a tendência que os metais têm de sofrer 
oxidação e redução. Com isso, foi criada a tabela dos potenciais-padrão de oxidação (E0
oxi.
) 
e de redução (E0
red.
).
Potenciais-padrão (em volts) de
oxidação redução
+3,05 Li+ + e– x Li –3,05
+2,93 K+ + e– x K –2,93
+2,93 Rb+ + e– x Rb –2,93
+2,92 Cs+ + e– x Cs –2,92
+2,92 Ra2+ + 2 e– x Ra –2,92
+2,91 Ba2+ + 2 e– x Ba –2,91
+2,89 Sr2+ + 2 e– x Sr –2,89
+2,87 Ca2+ + 2 e– x Ca –2,87
+2,71 Na+ + e– x Na –2,71
+2,36 Mg2+ + 2 e– x Mg –2,36
+1,66 Al3+ + 3 e– x Al –1,66
+1,18 Mn2+ + 2 e– x Mn –1,18
+0,76 Zn2+ + 2 e– x Zn –0,76
+0,74 Cr3+ + 3 e– x Cr –0,74
+0,44 Fe2+ + 2 e– x Fe –0,44
+0,40 Cd2+ + 2 e– x Cd –0,40
+0,28 Co2+ + 2 e– x Co –0,28
+0,23Ni2+ + 2 e– x Ni –0,23
+0,14 Sn2+ + 2 e– x Sn –0,14
+0,13 Pb2+ + 2 e– x Pb –0,13
+0,00 2H+ + 2 e– x H
2
–0,00
–0,34 Cu2+ + 2 e– x Cu +0,34
–0,79 Hg
2
2+ + 2 e– x 2Hg +0,79
–0,80 Ag+ + e– x Ag +0,80
–1,20 Pt2+ + 2 e– x Pt +1,20
–1,40 Au3+ + 3 e– x Au +1,40
Fonte: ATKINS, P.; PAULA, J. Atkins’ Physical-Chemistry. 8. ed. Oxford University. Press: Oxford, 2006.
Posteriormente, veremos de que maneira esses valores foram determinados. Note 
as setas (x) de “ida e volta” presentes na tabela. O sentido de “ida” indica a redução 
do cátion metálico a sua forma metálica. A “volta” indica a oxidação do metal. Observe 
que o valor do potencial de redução é igual ao de oxidação, mas com o sinal invertido. 
Por exemplo, se o potencial de oxidação do lítio é de +3,05 volts, seu potencial de redução 
será –3,05 volts. Sendo este último um valor muito baixo, confi rma-se a alta inclinação do 
lítio a se apresentar sempre na forma oxidada (nox = +1). 1
Vamos exemplifi car de que maneira essa tabela pode ser útil. Considere a seguinte 
experiência.
Magnésio
(Mg0)
Ferro
(Fe0)
Cobre
(Cu0)
Solução de ácido clorídrico
([H+] = 1 mol/L)
Atenção
1 Encontradas jazidas de sódio 
metálico no triângulo mineiro 
Qual sua opinião: a manchete 
anterior poderá, um dia, aparecer 
na primeira página de um jornal 
ou é absolutamente fi ctícia? Essa 
é uma pergunta interessante 
que vai nos ajudar a entender 
os conceitos dos potenciais de 
oxidação e de redução. Observe 
que o sódio é um metal alcalino, 
portanto um “morador” do pico 
da “montanha” dos potenciais. 
Jazidas de sódio metálico 
implicam a existência de Na0 
na natureza. Ora, se o sódio 
apresenta um alto potencial de 
oxidação, a sua propensão é 
sofrer oxidação:
 ► semirreação de oxidação do 
sódio: Na0 w Na+ + 1 e–
Portanto, se o ferro metálico 
já praticamente inexiste na 
natureza, o que podemos 
dizer do sódio metálico? 
Perceba, pelas posições na 
“montanha” dos potenciais, 
que o potencial de oxidação 
do sódio é ainda maior que 
o do ferro. Isso signifi ca que 
a possibilidade de existirem 
jazidas de sódio metálico na 
natureza é totalmente absurda, 
mesmo porque esse metal reage 
explosivamente com a água. 
Note a oxidação do sódio nessa 
reação. Seu nox sobe de 0 para +1:
2Na0
(s)
 + 2H
2
O
(,)
 w 2NaOH
(aq.)
 + H
2(g)
Essa reação é rápida e libera 
um volume considerável de 
gás hidrogênio. Isso gera 
uma onda de choque que, 
dependendo da quantidade de 
sódio empregada, resulta numa 
pequena explosão. Por isso, é 
comum que, algumas vezes, o 
recipiente em que a reação é 
feita se quebre. Sem falar no 
fato de o gás hidrogênio ser 
infl amável, o que aumenta ainda 
mais o perigo. Podemos concluir 
que não há sódio metálico na 
natureza; ele é produzido pelos 
químicos e deve ser armazenado 
em líquidos como a gasolina, 
que evitam seu contato com a 
umidade do ar.
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27
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A
Em qual (ou quais) desses casos a lâmina sofrerá corrosão, isto é, oxidação? Note que 
tanto o magnésio (E0
oxi.
 = +2,37 V) quanto o ferro (E0
oxi.
 = +0,44 V) apresentam um potencial de 
oxidação maior que o do hidrogênio (E0
oxi.
 = 0,00 V). Já o do cobre (E0
oxi.
 = –0,34 V) é menor. Isso 
signifi ca que o magnésio e o ferro sofrerão corrosão (oxidação) na presença do íon H+, e 
nada ocorrerá com o cobre. Isso pode ser observado experimentalmente. Observe a seguir.
Magnésio ou ferro
Bolhas de
gás H
2
(Fe0)(Mg0)
HCl = 1 mol/L
 1
Agentes oxidantes ou redutores mais efi cazes
Para saber quais eram os agentes redutores nas duas reações de oxirredução ocorri-
das na experiência anterior, observe a seguir a reação global (soma das semirreações de 
oxidação e de redução).
Mg0 + 2H+ w Mg2+ + H
2
Como vimos, o Mg0 sofreu oxidação, portanto é o agente redutor da reação. Analoga-
mente, conclui-se que, na experiência da lâmina de ferro, o ferro metálico (Fe0) é o agente 
redutor. Para obter o melhor agente redutor – aquele que é mais efi ciente em causar a 
redução da outra espécie química envolvida na reação, ou seja, aquele que se oxida mais 
facilmente –, acompanhe este raciocínio:
Menor E0
ox.
Menor E0
red.
Ótimo agente
oxidante
Ótimo agente
redutor
Apresenta forte
inclinação para
oxidar outras
espécies
Apresenta forte
inclinação para
reduzir outras
espécies
Apresenta alta
tendência em
sofrer redução
Apresenta alta
tendência em
sofrer oxidação
Espécie química
com alto potencial
de redução
Espécie química
com alto potencial
de oxidação
Com esse raciocínio, conclui-se que o elemento que apresentar potencial de oxidação 
mais alto será o melhor agente redutor. No caso da experiência anterior, é o magnésio (Mg0), 
cujo E0
oxi.
 = +2,37 V.
Como descobrir a variação do potencial 
eletroquímico (∆E0) em uma reação de oxirredução
A variação do potencial eletroquímico (∆E0) (diferença de potencial (ddp) ou força ele-
tromotriz (fem)) poderá ser calculada pela adição das semirreações que ocorrem no pro-
cesso de oxirredução. Voltemos à experiência da lâmina de magnésio. As semirreações do 
processo espontâneo são:
Oxidação: Mg0 w Mg2+ + 2 e– E0
oxi.
 = 2,37 V
Redução: 2H+ + 2 e– w H
2
 E0
red.
 = 0,0 V
Adicionando as equações e os valores de E
oxi. 
+ E
red.
, teremos:
Mg0 + 2H+w Mg2+ + H
2
 ∆E = 2,37 + 0 s ∆E = 2,37 V
Em reações de oxirredução, cujas semirreações que envolvem o processo não apre-
sentam o mesmo número de elétrons cedidos (ou recebidos), deve-se multiplicar conve-
nientemente a semirreação de modo a igualar o número de elétrons, sem multiplicar o 
valor do potencial eletroquímico, pois o potencial eletroquímico é uma propriedade in-
tensiva da matéria. 2 1
Observações
1 Se as abreviações red. e oxi. 
forem omitidas e somente 
aparecer o símbolo E0, 
convenciona-se adotá-lo como 
potencial-padrão de redução, 
ou seja, E0
red.
O hidrogênio é a “praia” da 
eletroquímica 
Da mesma maneira que foi 
necessário determinar em 
qual região a altitude seria 
considerada zero para que 
pudéssemos dizer a altitude de 
uma montanha, por exemplo, 
de 2 000 metros (isto é, seu cume 
está a 2 000 metros acima do nível 
do mar), os químicos tiveram de 
escolher uma espécie química 
que teria potencial de oxidação 
igual a zero – escolheram o 
hidrogênio (H
2
), a 25 °C. Assim, 
todos os outros valores de 
potenciais foram medidos em 
relação ao hidrogênio, de acordo 
com um esquema que será 
mostrado em breve.
2 Propriedades intensivas 
são as que não dependem 
da quantidade de matéria. 
Exemplos: potencial de 
eletrodo, densidade, etc. 
Propriedades extensivas são as 
que dependem da quantidade 
de matéria. Exemplo: 
quantidade de calor liberado 
ou absorvido em uma reação 
química, volume, etc.
Atenção
1 Sempre que a diferença de 
potencial (ddp) de uma reação 
de oxirredução é positiva, 
tem-se um processo 
espontâneo. A variação do 
potencial eletroquímico 
também pode ser calculada 
usando-se a igualdade a seguir:
∆E0 = E0
maior
 – E0
menor
Lembramos que, se for usado 
o potencial maior de redução, 
devemos usar também o 
potencial menor de redução. 
Raciocínio idêntico vale para 
os valores de potencial de 
oxidação. Quando a variação 
do potencial eletroquímico 
é calculada com base nessa 
equação, obrigatoriamente, o 
valor será positivo.
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28 CAPÍTULO 2
Como foi produzida a tabela com os potenciais eletroquímicos?
No caso das reações de oxidação/redução, podemos medir a diferença de potencial usando um voltímetro. Logo, não há 
como medir o valor de um potencial isoladamente.
Para determinar o potencial de um eletrodo, os químicos atribuíram ao potencial eletroquímico do eletrodo de hidrogê-
nio o valor zero (lembrem que o hidrogênio é o nosso “litoral” da eletroquímica) e, a partir dele, foram efetuados experimen-
tos para determinação dos demais potenciais.Observe o experimento a seguir. Nesse caso, temos uma campânula, no qual 
há um fi o de platina – material quimicamente inerte – mergulhado em uma solução ácida com concentração de 1 mol/L, em 
que há injeção contínua de gás hidrogênio, a 25 °C sob pressão de 100 kPa.
Tecnicamente, o eletrodo padrão de hidrogênio tem o seguinte aspecto:
Para o circuito externo
Fio de Pt
H
2(g)
 100 kPa
25 °C
H+
(aq.)
1 mol/L
Eletrodo de Pt
Solução 1,0 mol/L de H+
 (aq.)
Na solução, o hidrogênio pode sofrer redução ou oxidação de acordo com o equilíbrio:
2H+
(aq.)
 + 2 e– x H
2(g)
Assim, para determinação dos potenciais de outras espécies químicas, basta conectar o eletrodo de hidrogênio ao ele-
trodo de interesse. Veja como fi caria a determinação do potencial da prata:
0,80 V
25 ¡C
Voltímetro
H
2(g) 
100 kPa
e–
Oxidação
Polo
Eletrodo de Pt
Redução
Polo
Ag
(s)
e–
+
H
2(g)
 w 2H+
(aq.)
 + 2 e– Ag+
(aq.)
 + e– w Ag0 
H+
(aq.)
 
1,0 mol/L
Ag+
(aq.)
 
1,0 mol/L
 
∆E0 = E0
redução
– E0
oxidação
0,80 V = E0 (Ag+/Ag0) – E0 (H+/H
2
)
0,80 V = E0 (Ag+/Ag0) – 0
E0 (Ag+/Ag0) = +0,80 V
Para determinação do potencial do zinco:
 0,76 V
25 ¡C
Voltímetro
H
2(g) 
100 kPa
e–
Oxidação
Polo
Zn
(s)
Eletrodo de Pt
e–
Redução
Polo +
Zn2+ 
1,0 mol/L
H+ 
1,0 mol/L
Zn0 w Zn
(aq.)
 + 2 e– 2+ 2H
(aq.)
 + 2 e– w H
2(g)
+
 
ΔE0 = E0
redução
 – E0
oxidação
0,76 V = E0(H+/H
2
) – E0 (Zn2+/Zn0)
0,76 V = 0 – E0 (Zn2+/Zn0)
E0 (Zn2+/Zn0) = –0,76 V
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Outros exemplos
As reações de oxirredução não envolvem somente metais. Se adicionarmos raspas de 
magnésio a uma solução de tintura de iodo, conforme o tempo passa, a coloração caracte-
rística da tintura de iodo vai desaparecendo; adicionando-se algumas gotas de água sani-
tária, a solução retoma sua coloração original.
Para entender essas reações químicas, é preciso considerar a tabela de potenciais de 
oxidação e de redução para outras espécies químicas, além das já estudadas.
Potenciais-padrão (em volts) de
oxidação redução
+0,56 O
2
 + e– x O–
2
–0,56
+0,48 S
0
 + 2 e– x S2– –0,48
+0,41 Cr3+ + e– x Cr2+ –0,41
–0,14 2H+ + S0 + 2 e– x H
2
S +0,14
–0,15 Sn4+ + 2 e– x Sn2+ +0,15
–0,20 SO2– + 4H+ + 2 e– x SO
2
 + 2H
2
O +0,20
–0,40 H
2
O + 
1
2
 O
2
 + 2 e– x 2OH– +0,40
–0,52 Cu+ + e– x Cu0 +0,52
–0,54 I
2
 + 2 e– x 2I– +0,54
-0,60 MnO
4
2– + 2H
2
O + 2 e– x MnO
2
 + 4OH– +0,60
–0,68 O
2
 + 2H+ + 2 e– x H
2
O
2
+0,68
–0,77 Fe3+ + e– x Fe2+ +0,77
–0,80 NO–
3
 + 2H+ + e– x NO
2
 + H
2
O +0,80
–0,89 ClO– + H
2
O + 2 e– x Cl– + 2OH– +0,89
–1,09 Br
2
 + 2 e– x 2Br– +1,09
–1,23 MnO
2
 + 4H+ + 2 e– x Mn2+ + 2H
2
O +1,23
–1,33 Cr
2
O
7 
2– + 14H+ + 6 e– x 2Cr3+ + 7H
2
O +1,33
–1,36 Cl
2
 + 2e– x 2Cl– +1,36
–1,51 MnO–
4
 + 8H+ + 5 e– x Mn2+ + 4H
2
O +1,51
–1,78 H
2
O
2
 + 2H+ + 2 e– x 2H
2
O +1,78
–2,07 O
3
 + 2H+ + 2 e– x O
2
 + H
2
O +2,07
–2,87 F
2
 + 2 e– x 2F- –2,87
Fonte: ATKINS, P.; PAULA, J. Atkins’ Physical-Chemistry. 8. ed. Oxford University Press: Oxford, 2006.
Se consultarmos uma tabela de potenciais, notaremos que o magnésio apresenta alta 
propensão para oxidar-se. No entanto, para que isso aconteça, outra espécie química deve 
se reduzir, uma vez que não há oxidação sem redução, e vice-versa. A outra espécie pode 
ser o iodo (I
2
). Por isso, sua cor desaparece com a adição de raspas de magnésio. Observe 
a seguir o que ocorre.
Oxidação: Mg0 w Mg2+ + 2 e– E0
oxi.
 = +2,36 V
Redução: I
2
 + e– w 2I– E0
red.
 = +0,54 V
Equação global:
Mg0
(s)
 + I
2(aq.) 
w2I–
(aq.)
 + Mg2+
(aq.)
 ∆E = +2,90 V
I
2(aq.)
 s amarelo/castanho
I–
(aq.)
 s incolor
A cor desaparece porque a responsável por ela é a espécie química I
2
, que, aos pou-
cos, vai sendo consumida. Já as espécies produzidas Mg2+ e I–, que fi cam em solução, são 
incolores.
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30 CAPÍTULO 2
Como a coloração pode ser restabelecida? Um dos procedimentos que pode ser ado-
tado é a adição de água sanitária – cujo agente oxidante é o ânion hipoclorito (ClO–) –, 
que produzirá novamente a espécie I
2
, confi rmada quando analisamos os potenciais de 
oxidação e de redução envolvidos.
Oxidação: 2I– w I
2
 + 2 e–
E0
oxi.
 = –0,54 V
Redução: ClO– + H
2
O + 2 e– w Cl– + 2OH–
E0
red.
 = +0,89 V
Equação global:
2I–
(aq.)
 + ClO–
(aq.)
 + H
2
O
(,)
 w I
2(aq.) 
+ Cl–
(aq.)
 + 2OH–
(aq.)
∆E = +0,35 V
Note que a variação do potencial eletroquímico da reação apresenta sinal positivo, o 
que signifi ca um processo espontâneo. Com o iodo regenerado, a cor reaparece.
Forma•‹o da ferrugem
Por que o cadeado da foto a seguir, o qual contém ferro, enferrujou?
Porque, se consultarmos uma tabela de potenciais, notaremos que o potencial de oxi-
dação do ferro é razoavelmente alto, o que é uma tendência natural desse metal. A seguir, 
vamos estudar melhor as reações químicas envolvidas na formação da ferrugem.
Calcula-se que 20% do ferro metálico produzido mundialmente sejam utilizados ape-
nas para repor o que já enferrujou, o que gera um enorme prejuízo. A primeira etapa da 
corros‹o – oxidação indesejada de um objeto metálico – do ferro é:
Fe0 w Fe2+ + 2 e– E0
oxi.
 = +0,44 V
Se o ferro está sendo oxidado, qual elemento está sofrendo redução? Para responder, 
observe o seguinte experimento:
Prego feito 
de ferro 
(Fe0)
Água 
com O
2 
dissolvido
Água 
sem O
2 
dissolvido
Material 
secante
Rolha de
borracha
Antes
1 2 3 4 1 2 3 4
Prego feito 
de ferro 
(Fe0)
Água 
com O
2 
dissolvido
Água 
sem O
2 
dissolvido
Material 
secante
Depois
Z
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A
A ferrugem surge apenas nos tubos de ensaio 1 e 2, que têm em comum a presença de 
água e oxigênio (O
2
). No tubo 1, o oxigênio tem entrada livre, bem como a umidade contida 
no ar. No tubo 2, o contato do prego de ferro com a água e o O
2
 é mais intenso (já que o pre-
go está mergulhado em água), e a ferrugem se forma mais rapidamente. Como os tubos 3 
e 4 estão fechados, a entrada de oxigênio não é permitida, e o pouco O
2
 contido nos tubos 
não é sufi ciente para uma oxidação signifi cativa do prego. O tubo 3 contém água sem O
2
 
dissolvido – que pode ser obtida com um simples aquecimento.
Apesar de haver água, o prego não enferruja, sinal de que a presença de O
2
 é funda-
mental para a corrosão do ferro. No tubo 4, sem O
2
 e sem água, o material secante (por 
exemplo, cloreto de cálcio) absorve a umidade do ar, e o prego não se oxida. Isso nos leva 
à conclusão de que não há corrosão do ferro sem a presença da dupla oxigênio e água.
Assim, no processo de formação da ferrugem, ocorre a redução do gás oxigênio quan-
do existe água presente.
O
2
 + 2H
2
O + 4 e– w 4OH– E0
red.
 = +0,40 V
A equação global, com a indicação dos estados físicos, fi ca:
2Fe
(s)
 + O
2(g) 
+ 2H
2
O
(,)
 w 2Fe(OH)
2(s)
 ∆E = +0,84 V
A variação do potencial eletroquímico positivo (+0,84 V) da reação de corrosão do ferro 
confi rma a espontaneidade do processo.
Na sequência, o Fe2+ sofre nova oxidação, formando o Fe3+, de acordo com a equação:
2Fe(OH)
2(s)
 + 
1
2
O
2(g)
 + H
2
O
(,)
 w 2Fe(OH)
3(s)
Ferrugem
 (ou Fe
2
O
3
 ⋅ 3H
2
O
(s)
)
Ao ocorrer essa reação, forma-se o sólido laranja-avermelhado que chamamos ferrugem. 
O grande problema da ferrugem é que ela não adere à superfície metálica do ferro; pelo 
contrário, ela se solta, expondo mais superfície metálica para o ataque da dupla corrosiva 
O
2
/H
2
O, fazendo com que essa dupla oxide todo o ferro presente.
Combatendo a formação da ferrugem
A seguir, são citadas algumas formas de combater a formação da ferrugem.
Usando pinturas protetoras
A maneira mais simples para evitar a corrosão de um metal é não expô-lo à umidade e 
ao oxigênio, protegendo sua superfície com uma camada de tinta.
O zarcão, um óxidode chumbo (Pb
3
O
4
) de coloração alaranjada, é uma substância 
frequentemente adicionada às tintas por auxiliar no combate à ferrugem.
Usando a galvanização
O recobrimento de uma peça de ferro ou aço 
(liga de ferro com carbono) com zinco (metal mais 
usado nesses casos), chamado galvanização, é 
muito efetivo no combate à formação da ferrugem.
A princípio pode parecer estranho, pois o po-
tencial de oxidação do zinco (+0,76 V) é superior ao 
do ferro (+0,44 V). Por isso, é comum pensar que o 
zinco deveria sofrer uma corrosão mais acentua-
da que o ferro, o que não ocorre, pois, ao iniciar o 
processo de corrosão do zinco, forma-se uma pelí-
cula de óxido de zinco (“ferrugem do zinco”), que, 
ao contrário da ferrugem – que se desprende do 
objeto de ferro, expondo-o a novos ataques do O
2
 e 
da umidade –, adere à peça galvanizada, protegen-
do-a da oxidação.
A abraçadeira do cabo de aço passou 
pelo processo de galvanização.
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32 CAPÍTULO 2
Com o ferro protegido pelo zinco, a peça metálica não enferruja, mesmo que seja ris-
cada e o ferro fique exposto, porque ele sofrerá a oxidação inicial (Fe0 w Fe2+ + 2 e–), mas, 
imediatamente, o zinco exposto (metal com maior propensão a se oxidar) também se oxi-
da (Zn0 w Zn2+ + 2 e–) e devolve ao ferro os elétrons perdidos, reduzindo-o (Fe2+ + 2 e– w Fe0). 
Isso significa que o zinco tem a função de agente redutor.
Usando um metal de sacrifício
Como não é possível galvanizar estruturas de maior porte, como pontes, encanamen-
tos, tanques de combustível e até mesmo cascos de navios, usa-se um recurso eletroquí-
mico mais barato: o metal de sacrifício. Esse metal deve apresentar um potencial de oxi-
dação superior ao do ferro, de maneira que, conectado a ele, sofra oxidação no lugar do 
metal que se quer proteger. Observe a foto a seguir.
A parte indicada pela seta é o metal de sacrifício, colocado para evitar a corrosão do motor 
de popa.
Um metal de sacrifício muito usado é o magnésio (E 0
oxi.
 = +2,37 V), que funciona da 
seguinte maneira: quando a dupla H
2
O/O
2
 entra em ação na tentativa de oxidar o fer-
ro, o magnésio se oxida (Mg0 w Mg2+ + 2 e–), fornecendo os elétrons necessários para a 
redução do oxigênio (O
2
 + 2H
2
O + 4 e– w 4OH–). Dessa maneira, o ferro fica intacto, sem 
ser atacado.
Com o tempo, o bloco do metal de sacrifício deve ser trocado, o que é muito mais bara-
to que trocar toda uma tubulação ou todo o casco de um navio, por exemplo.
Usando o estanho
Quando uma chapa de ferro ou de aço é revestida de estanho, temos a chamada folha 
de flandres.
Ela também auxilia no combate à corrosão do ferro. Nesse caso, porém, o estanho 
não age como metal de sacrifício, pois seu potencial de oxidação (+0,14 V) é menor que 
o do ferro (+0,44 V). Sua função é meramente de revestimento e consequente proteção 
do ferro.
Como a tendência do estanho em oxidar-se é baixa, a durabilidade desse material é 
grande, a não ser que a camada de estanho seja riscada. Nesse caso, o ferro exposto à 
atmosfera passa a agir como metal de sacrifício do estanho, sendo sua corrosão extrema-
mente acelerada. Em poucos dias, o objeto estará totalmente enferrujado.
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Atividades
 1. (Unicid-SP) Dados:
Ni2+ + 2 e– w Ni E0
red.
 = –0,25 V
Zn2+ + 2 e– w Zn E0
red.
 = –0,76 V
Mg2+ + 2 e– w Mg E0
red.
 = –2,37 V
Fe2+ + 2 e– w Fe E0
red.
 = –0,44 V
Ag+ + 1 e– w Ag E0
red.
 = +0,80 V
Hg2+ + 2 e– w Hg E0
red.
 = +0,85 V
Ca2+ + 2 e w Ca E0
red.
 = –2,87 V
Sn2+ + 2 e– w Sn E0
red.
 = –0,14 V
Pb2+ + 2 e– w Pb E0
red.
 = –0,13 V
Cu2+ + 2 e– w Cu E0
red.
 = +0,34 V
Al3+ + 3 e– w Al E0
red.
 = –1,66 V
Com base nos potenciais-padrão de redução, prevê-se 
que, quando imersos em uma solução de NiSO
4
 1,0 mol/L, 
sofrem oxidação os metais:
a) zinco e magnésio.
b) ferro e prata.
c) mercúrio e cálcio.
d) estanho e chumbo.
e) cobre e alumínio.
 2. (PUC-RS) Com base nos seguintes potenciais de redução: 
Mg2+
(aq.)
 + 2 e– w Mg
(s)
 E0 = –2,37 V 
Ni2+
(aq.)
 + 2 e– w Ni
(s)
 E0 = –0,25 V 
Fe3+
(aq.)
+ e– w Fe2+
(aq.)
 E0 = 0,77 V 
Cu2+
(aq.)
 + 2 e– w Cu
(s)
 E0 = 0,34V 
A equação que corresponde à única reação espontânea é: 
a) Mg2+
(aq.)
 + Ni
(s)
 w Mg
(s)
 + Ni2+
(aq.)
 
b) Cu2+
(aq.)
 + Mg
(s)
 w Cu
(s)
 + Mg2+
(aq.)
 
c) Ni2+
(aq.)
 + 2Fe2+
(aq.)
 w Ni
(s)
 + 2Fe3+
(aq.)
d) Cu2+
(aq.)
 + 2Fe2+
(aq.)
 w Cu
(s)
 + 2Fe3+
(aq.)
e) Ni2+
(aq.)
 + Cu
(s)
 w Ni
(s)
 + Cu2+
(aq.)
 3. (Univaço-MG) A proteção contra corrosão em embarca-
ções marítimas, que são constituídas basicamente de aço, 
é feita atualmente com revestimentos tradicionais, alguns 
deles contendo cromatos em suas formulações, que foram 
proibidos em diversos países por sua toxicidade.
Considere as semirreações:
Sn2+
(aq.)
 + 2 e– x Sn
(s)
 E0 = –0,14 V
Ni2+
(aq.)
 + 2 e– x Ni
(s)
 E0 = –0,24 V
Fe2+
(aq.)
 + 2 e– x Fe
(s)
 E0 = –0,41 V
Pb2+
(aq.)
 + 2 e– x Pb
(s)
 E0 = –0,13 V
Com base nessas informações, é correto afi rmar que os 
elementos mais viáveis para substituir os cromatos são:
a) Sn e Ni. 
b) Fe e Pb.
c) Sn e Pb.
d) Ni e Fe.
 4. (UFC-CE) Considere as seguintes reações de oxidação-re-
dução, as quais representam processos espontâneos: 
Na
(s)
 + Ag+
(aq.)
 w Na+
(aq.)
 + Ag
(s)
Li
(s)
 + Na+
(aq.)
 w Li+
(aq.)
 + Na
(s)
Li
(s)
 + Ag+
(aq.)
 w Li+
(aq.)
 + Ag
(s)
Assinale a alternativa que contém as relações corretas de 
ordem de grandeza dos potenciais de redução (E0) para os 
processos acima relacionados. 
a) E0 (Na+/Na) . E0 (Ag+/Ag) . E0 (Li+/Li) 
b) E0 (Ag+/Ag) . E0 (Na+/Na) . E0 (Li+/Li) 
c) E0 (Li+/Li) . E0 (Na+/Na) . E0 (Ag+/Ag) 
d) E0 (Li+/Li) . E0 (Ag+/Ag) . E0 (Na+/Na) 
e) E0 (Ag+/Ag) . E0 (Li+/Li) . E0 (Na+/Na)
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34 CAPÍTULO 2
 5. (UFMG) Um fio de ferro e um fio de prata foram imersos 
em um mesmo recipiente contendo uma solução de sul-
fato de cobre (II), de cor azul. Após algum tempo, obser-
vou-se que o fio de ferro ficou coberto por uma camada 
de cobre metálico, o de prata permaneceu inalterado e a 
solução adquiriu uma coloração amarelada. Com relação 
a essas observações, é correto afirmar que: 
a) a oxidação do ferro metálico é mais fácil que a do co-
bre metálico. 
b) a solução ficou amarelada devido à presença dos íons 
Cu2+. 
c) a substituição do sulfato de cobre (II) pelo cloreto de 
cobre (II) não levaria às mesmas observações. 
d) o cobre metálico se depositou sobre o ferro por este 
ser menos reativo que a prata.
 6. (Fuvest-SP) Um método de recuperação de Cu2+, contido 
em soluções aquosas, consiste em sua transformação em 
cobre metálico. Isso se consegue adicionando-se raspas de 
ferro as soluções, sob agitação.
a) Escreva as semirreações de oxidação e de redução que 
ocorrem nesse processo.
b) Qual dos pares, Cu2+/Cu ou Fe2+/Fe, deve ter maior po-
tencial de redução? Justifique com base na informa-
ção dada.
 7. (Unimontes-MG) As semiequações de redução da reação 
das formas alotrópicas do oxigênio em meio ácido e do 
gás cloro são dadas a seguir, assim como os respectivos 
potenciais-padrão de redução.
Cl
2
 + 2 e– w 2Cl– E0 = +1,36V
O
2
 + 4H+ + 4 e– w 2 H
2
O E0 = +1,23V
O
3
 + 2H+ + 2 e– w O
2
 + H
2
O E0 = +2,07V
Considerando-se que a ação bactericida dos três compos-
tos está relacionada com o seu poder oxidante, pode-se 
afirmar sobre as propriedades do O
2
, O
3
 e Cl
2
 que:
a) a ação bactericida do ozônio é maior que a do gás 
cloro.
b) a molécula do oxigênio tem poder redutor menor que 
a de ozônio.
c) o gás cloro é um agente oxidante mais forte que o 
ozônio.
d) a força oxidante do O
2
 e O
3
 não se altera em solução 
aquosa de pH = 7,0.
 8. +Enem [H24] Para armazenaruma solução de sulfato de 
níquel (NiSO
4
), uma indústria metalúrgica considerou as 
possibilidades de recipientes. Consultando uma tabela de 
potenciais-padrão de redução, um funcionário encontrou: 
Ag+ + e– w Ag0 E0 = +0,79 volts 
Cu2+ + 2 e– w Cu0 E0 = +0,34 volts 
Ni2+ + 2 e– w Ni0 E0 = –0,25 volts 
Fe2+ + 2 e– w Fe0 E0 = –0,44 volts 
Zn2+ + 2 e– w Zn0 E0 = –0,76 volts 
A partir de que se conclui que para armazenar a solução 
do sulfato referido, pode ser utilizado:
a) apenas Zn. 
b) Ag, Cu, Fe ou Zn. 
c) Ag ou Cu. 
d) apenas Ag. 
e) Fe ou Zn.
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A
Complementares Tarefa proposta 1 a 12
 9. (UFRJ) O contato com certos metais (como o cobre e o 
estanho) pode acelerar a corrosão do ferro e torná-la mais 
intensa, enquanto o contato com outros metais (como o 
zinco e o magnésio) pode impedir ou retardar a formação 
de ferrugem. Levando-se em conta os valores dos poten-
ciais (E0) das semirreações abaixo: 
Mg2+
(aq.)
 + 2 e– w Mg
(s)
 –2,37 V 
Zn2+
(aq.)
 + 2 e– w Zn
(s)
 –0,76 V 
Fe2+
(aq.)
 + 2 e– w Fe
(s)
 –0,44 V 
Sn2+
(aq.)
 + 2 e– w Sn
(s)
 –0,14 V 
Cu2+
(aq.)
 + 2 e– w Cu
(s)
 +0,34 V 
1
2
O
2(g)
 + 2 e– + H
2
O
(,)
 w 2 OH–
(aq.)
 +0,41 V 
a) Calcule o ∆E0 da reação formada por ferro e oxigênio 
em meio aquoso e o ∆E0 da reação formada por ferro 
e zinco em meio aquoso.
b) Explique o fato de o oxigênio ser o oxidante mais forte 
da série apresentada.
 10. (UnB-DF) Alguns trocadores de calor utilizam tubos de alu-
mínio por meio dos quais passa a água utilizada para a 
refrigeração. Em algumas indústrias, essa água pode conter 
sais de cobre. Sabendo que o potencial-padrão de redução 
para o alumínio (Al3+ para Al0) é de –1,66 V e, para o cobre 
(Cu2+ para Cu0), é de + 0,34 V, julgue os itens a seguir. 
(1) A água contendo sais de cobre acarretará a corrosão 
da tubulação de alumínio do trocador de calor.
(2) Na pilha eletroquímica formada, o cobre é o agente 
redutor.
(3) Se a tubulação do trocador fosse feita de cobre, e 
a água de refrigeração contivesse sais de alumínio, 
não haveria reação eletroquímica entre essas espécies 
metálicas.
(4) O valor, em módulo, do potencial-padrão para a reação 
eletroquímica formada é igual a 1,32 V.
 11. (UFJF-MG) A vitamina C, ácido ascórbico, presente em 
grande concentração nos frutos cítricos, e essencial para os 
seres humanos. Suas propriedades redutoras (ou antioxi-
dantes) são bastante conhecidas e podem ser evidenciadas 
pela sua reação com iodo (I
2
).
A solução de iodo, de coloração castanha, torna-se inco-
lor após a adição de suco de limão, por causa da forma-
ção de íon iodeto.
Assinale a alternativa que apresenta a afi rmativa errada.
a) A reação de redução do iodo pode ser representada 
por: I
2
 + 2 e– w 2I–.
b) O iodo tem maior potencial de redução que a vitamina C.
c) A vitamina C oxida o iodo a iodeto.
d) O caráter redutor da vitamina C deve ser maior que o 
caráter redutor do iodo.
e) A vitamina C perde elétrons na reação mencionada.
 12. (UFC-CE) A hidrazina, N
2
H
4
, é um produto altamente tóxico 
e explosivo. Dadas as semirreações de redução apresenta-
das a seguir, responda ao que se pede.
ClO– + H
2
O + 2 e– w 2OH– E0 = +0,90V
N
2
H
4
 + 2H
2
O + 2 e– w 2 NH
3
 + 2OH– E0 = –0,10V
a) Explique por que não é aconselhável misturar água sa-
nitária, uma solução a base de NaClO, com soluções 
de limpeza de vidros a base de NH
3
. Justifi que sua res-
posta por meio das reações químicas envolvidas.
b) Apresente as estruturas de Lewis das espécies neutras 
envolvidas nas reações.
Hist—ria das pilhas
A história das pilhas começou em 1800, quando o 
cientista italiano Alessandro Volta (1745-1827) cons-
truiu a primeira delas. Volta simplesmente “empilhou” 
(daí a origem do termo pilha) pequenos discos de zin-
co e cobre, separando-os com pedaços de um material 
poroso – como o feltro – embebido em uma solução 
diluída de ácido sulfúrico (solução que conduz bem a 
corrente elétrica).
Lâmpada
acesa
Fio metálico
Zinco
Cobre
Zinco
Cobre
Zinco
Cobre
Material poroso 
embebido em 
solução de 
ácido sulfúrico
Esquema da pilha de Volta.
A
le
s
s
a
n
d
ro
 V
o
lt
a
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h
e
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1
8
0
0
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36 CAPÍTULO 2
Na pilha de Volta, acontece uma reação de oxidação do zinco, que libera elétrons. 
Estes fl uem por um fi o metálico, o que estabelece um fl uxo de elétrons e constitui a cor-
rente elétrica. Simultaneamente, ocorre uma redução do cobre para capturar esses elé-
trons. Lembre-se de que o zinco se oxida porque tem um potencial de oxidação maior que 
o do cobre. Algo semelhante acontece quando mergulhamos uma placa de zinco em solu-
ção de sulfato de cobre. Trata-se de uma reação de deslocamento (todo deslocamento é 
também uma reação de oxirredução). Veja:
Zinco Zinco
Cu
2+
Cu
2+
Cu
2+
Zn
2+
Zn
2+
Reduz
Oxida
Oxida
Zn
0
Zn
0
Zn
0
Zn
0
Zn
0
Zn
0
Zn
0
Zn
0
Zn
2+
Zn
2+
Cu
2+
Cu
2+
Cu
2+
Zinco
Zn
0
Zn
0
Zn
0
Zn
0
Zn
0
ZnZnZnZn
0
00
Zn
0
Cu
2+
Cu
2+
Cu
2+2+
ZnZnZnZn
0
0000
Cu
2+
ZnZnZnZn
0
Início Durante Final
Cu
0Cu
2+
Cu
0
Início: Além dos íons Cu2+ (azuis) na solução, há também íons sulfato, que foram omitidos por 
uma questão de simplifi cação.
Durante: Enquanto o zinco se oxida para formar os incolores Zn2+ que passam para a solução, os 
íons Cu2+ se reduzem para formar os átomos de cobre metálico (Cu0), que é vermelho.
Final: A placa de zinco, corroída, apresenta um depósito avermelhado de cobre metálico que 
também aparece no fundo do béquer. Já a solução perde praticamente toda a sua coloração 
azulada, uma vez que há poucos íons Cu2+ em solução.
Nessa experiência, o zinco sofre oxidação, doando elétrons para os íons cobre II se re-
duzirem. Como vimos, todas as reações de oxirredução envolvem troca de elétrons entre 
o elemento que sofre oxidação (agente redutor) e o que sofre redução (agente oxidante). 
As pilhas são simplesmente aparelhos construídos de modo que os elétrons transferidos 
de uma espécie química para outra possam fl uir por meio de um fi o metálico e, conse-
quentemente, ser aproveitados para a produção de corrente elétrica (energia). 1
Em 1836, o cientista inglês John Frederic Daniell (1790-1845) teve a ideia de separar fi -
sicamente os metais zinco e cobre da experiência descrita anteriormente. Ele criou dois 
compartimentos: um com uma placa de zinco imersa em uma solução de sulfato de zinco 
(eletrodo de zinco) e outro com uma placa de cobre imersa em uma solução de sulfato de 
cobre (eletrodo de cobre). Conectou as duas placas com um fi o metálico adaptado a uma 
lâmpada, a qual se acendeu, indicando a passagem de corrente (o fl uxo de elétrons pelo fi o 
produziu a corrente elétrica). Com isso, foi criada uma pilha, denominada pilha de Daniell.
Fio metálico
Semicela Zn
(aq.)
/Zn
(s)
 Semicela Cu
(aq.)
/Cu0
(s)
 
Solução aquosa de
ZnSO
4
 1,0 mol/L
(incolor – aqui representada 
por um tom de azul bem claro)
Solução aquosa de
CuSO
4 
1,0 mol/L (azul)
Lâmina de cobreLâmina de zinco
Placa porosa (permite a passagem de íons para
manter o equilíbrio de cargas em solução)
2+ 2+0
Observação
1 As pilhas, ou células voltaicas 
(homenagem a Volta), ou ainda 
células galvânicas (homenagem 
a Luigi Galvani), utilizam uma 
reação química de oxirredução 
espontânea para produzir 
corrente elétrica.
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37
Q
U
ÍM
IC
A
Para entendermos melhor a origem da corrente elétrica na pilha de Daniell, vamos 
observar a aparência dessa pilha depois de algum tempo. 
Lâmina de cobreLâmina de
zinco
Na ilustração, é possível perceber que a lâmina de zinco está corroída. Isso acontece 
porque ela sofre oxidação, de acordo com a semirreação:
Zn0
(s)
 w Zn2+
(aq.)+ 2 e–
O eletrodo em que ocorre a oxidação é chamado ânodo da pilha.
Os átomos de zinco metálico (Zn0) fi cam dispersos na solução na forma de cátions Zn2+, 
o que explica a diminuição de tamanho da lâmina, isto é, sua corrosão. Os elétrons libera-
dos na oxidação do zinco percorrem o fi o condutor (exatamente como na pilha de Volta), 
passando pela lâmpada, que se acende. O eletrodo de zinco é, portanto, aquele que for-
nece os elétrons – partículas de carga negativa – que constituem a corrente elétrica. Por 
essa razão, esse eletrodo é chamado polo negativo da pilha. Quando os elétrons chegam 
à lâmina de cobre, eles começam a reduzir os íons cobre II dissolvidos na solução:
Cu2+
(aq.)
 + 2 e– w Cu0
(s)
O eletrodo em que ocorre redução é chamado cátodo da pilha.
Isso explica por que a lâmina de cobre aumenta sua massa – por causa da deposição 
de mais átomos de cobre metálico (Cu0) a sua estrutura. É também por essa razão que a co-
loração azul da solução perde intensidade, pois o que confere essa cor são os íons cobre II, 
que estão deixando a solução para formar cobre metálico. Na pilha de Daniell, o polo po-
sitivo – para onde se dirigem os elétrons – é o eletrodo de cobre.
O acúmulo de cátions Zn2+ na solução do eletrodo de zinco poderia se tornar um pro-
blema para o funcionamento da pilha, porque a alta concentração desses íons começaria 
a “forçar” a reação inversa da oxidação (a redução) do zinco:
Zn2+
(aq.)
 + 2 e– w Zn0
(s)
Isso não acontece graças à presença da placa porosa que divide os dois eletrodos. 
Ela permite a passagem dos íons Zn2+ para o outro lado da pilha (o eletrodo de cobre), en-
quanto os íons sulfato SO
4
2– fazem o caminho inverso. Assim, o equilíbrio elétrico da pilha é 
mantido. Alternativamente, no lugar da placa porosa, poderia ser usada uma ponte salina, 
como indica a fi gura a seguir.
Ponte
salina
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38 CAPÍTULO 2
A ponte salina é constituída de um tubo em “U” preenchido por uma gelatina com, nor-
malmente, cloreto de potássio. A função da ponte salina é a mesma da placa porosa: permi-
tir o escoamento de íons de uma solução para outra e a consequente manutenção do bom 
funcionamento da pilha. No caso da pilha de Daniell, como já estudamos, o excesso de cá-
tions Zn2+ “dirige-se” para o eletrodo de cobre (chamado cátodo – para onde se “dirigem” os 
cátions) e, para contrabalançar, os íons SO
4
2– fazem o caminho inverso: “vão” para o eletrodo 
de zinco (chamado ânodo – para onde se “dirigem” os ânions). 1
Interação
Os capítulos 2 e 3 estão intimamente ligados aos fenômenos elétricos e seus elementos como 
geradores (as pilhas são geradores de corrente contínua) e receptores – como as eletrólises 
ígnea e aquosa – que serão objeto de estudo na área da Física, caderno 10, capítulos 1 a 4.
Tensão elŽtrica de uma pilha
A tensão elétrica de uma pilha pode ser denominada diferença de potencial (ddp), 
“voltagem”, ou ainda força eletromotriz (fem). Na verdade, a fem corresponde à ddp da 
pilha quando esta não estiver em funcionamento.
É preciso lembrar que a tendência que o zinco apresenta em sofrer oxidação pode ser 
quantifi cada em +0,76 V (potencial de oxidação). Já a tendência do cobre II em sofrer redu-
ção é quantifi cada em +0,34 V (potencial de redução). Na pilha de Daniell, esses efeitos se 
somam: o zinco “doa” seus elétrons pelo fi o em direção ao eletrodo de cobre, onde eles são 
“capturados” pelos íons cobre II. A soma desses efeitos é a ddp da pilha.
Nesse caso: +0,76 V + 0,34 V = +1,10 V
1,10 V
Voltímetro
Placa de
zinco (Zn0)
Placa de
cobre (Cu0)
Assim, podemos calcular a ddp de uma pilha pela fórmula:
ddp = E0
oxi. do ânodo
 + E0
red. do cátodo 
Para determinar o potencial de oxidação do zinco, por exemplo, basta montar uma pi-
lha semelhante à de Daniell, sendo o outro eletrodo o de hidrogênio. Logo será observada 
a corrosão da lâmina de zinco, o que evidencia sua oxidação (ânodo). Mede-se, então, a 
ddp da pilha comum voltímetro.
0,76 V
Voltímetro
1 mol Zn2+/L 1 mol H+/L
H
2(g)
(1 atm)
Placa de
zinco (Zn0)
Observação
1 A representação simplifi cada 
da pilha de Daniell é:
Zn0|Zn2+||Cu2+|Cu0
É importante observar que o 
zinco sofre oxidação (passa 
de zinco metálico para cátion 
zinco), correspondendo ao 
ânodo e ao polo negativo 
da pilha, e que no eletrodo 
de cobre acontece a redução 
(transformação de cátion 
cobre II para cobre metálico), 
correspondendo ao cátodo 
e ao polo positivo da pilha. 
O fl uxo de elétrons acontece 
do eletrodo de zinco para 
o de cobre. Por convenção, 
considera-se o sentido da 
corrente elétrica como o inverso 
do caminho percorrido pelos 
elétrons. Nesse caso, então, o 
sentido da corrente é do cobre 
para o zinco.
e–
Corrente elétrica ( i )
Placa de
zinco (Zn0) 
Placa de
cobre (Cu0)
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A
Como a ddp da pilha pode ser calculada por E0
oxi. do ânodo
 + E0
red. do cátodo
, temos:
+0,76 V = E0
oxi. do ânodo
 + 0,0 V w E0
oxi. do ânodo
 = +0,76 V
Portanto, o potencial do Zn0|Zn2+ vale +0,76 V.
Dependendo do metal que estiver conectado ao fi o de platina do eletrodo de hidrogê-
nio, neste último poderá ocorrer também oxidação (nesse caso, o eletrodo de hidrogênio 
será o ânodo):
H
2(g)
 w 2H+
(aq.)
 + 2 e– E0
oxi.
 = 0,0 V
O metal sofrerá redução (cátodo), e o seu potencial de redução poderá ser cal-
culado de maneira análoga ao cálculo do potencial de oxidação do zinco, descrito 
anteriormente.
Conforme a pilha vai funcionando, percebe-se pelo voltímetro que sua ddp vai se 
aproximando do zero, até zerar completamente. Isso acontece porque, no início, tem-se 
uma concentração de 1 mol/L dos íons Cu2+ na solução do eletrodo de cobre. Esses íons, 
por terem uma razoável tendência em sofrer redução, capturam os elétrons que vêm 
da oxidação do zinco. Conforme os íons Cu2+ vão sendo consumidos, sua concentração 
na solução diminui (fi ca abaixo de 1 mol/L), e o valor do potencial de redução também 
diminui (que não é mais o valor-padrão de +0,34 V, pois a concentração dos íons Cu2+ não 
é mais 1 mol/L). Simultaneamente, o potencial de oxidação do zinco diminui até que a 
ddp da pilha fi que praticamente igual a zero. Isso não signifi ca que os reagentes das 
reações de redução e de oxidação acabaram, mas apenas que a possibilidade de o zinco 
metálico restante doar seus elétrons para os poucos cátions Cu2+ remanescentes fi cou 
praticamente nula. 1
Decifrando o enunciado Lendo o enunciado
O texto I diz que o acetato 
sofrerá oxidação. Veja dois 
trechos:
“Em uma biocélula 
microbiológica, bactérias 
catalisam reações de 
oxidação...”
“Uma reação típica que ocorre 
em biocélulas microbiológicas 
utiliza o acetato como 
substrato.”
Assim, deve-se usar a expressão:
∆E0 = E0 maior – E0 menor
Lembre-se de que são quatro 
pilhas ligadas em série. 
Portanto, o valor obtido de 
∆E0 deve ser multiplicado por 
quatro.
(Enem)
Texto I
Biocélulas combustíveis são uma alternativa tecnológica para substituição das baterias 
convencionais. Em uma biocélula microbiológica, bactérias catalisam reações de 
oxidação de substratos orgânicos. Liberam elétrons produzidos na respiração celular para 
um eletrodo, onde fl uem por um circuito externo até o cátodo do sistema, produzindo cor-
rente elétrica. Uma reação típica que ocorre em biocélulas microbiológicas utiliza o 
acetato como substrato.
AQUINO NETO, S. Preparação e caracterização de bioanodos para biocélula a combustível etanol/O
2
. 
Disponível em: <www.teses.usp.br>. Acesso em: 23 jun. 2015. (Adaptado.)
Texto II
Em sistemas bioeletroquímicos, os potenciais-padrão (E0’) apresentam valores caracte-
rísticos. Para as biocélulas de acetato, considere as seguintes semirreações de redução e 
seus respectivos potenciais:
2CO
2
 + 7H+ + 8 e– w CH
3
COO– + 2H
2
O E0’= –0,3 V
O
2
 + 4H+ + 4 e– w 2H
2
O E0’ = 0,8 V
SCOTT, K.;YU, E. H. Microbial electrochemical and fuel cells: fundamentals and applications Wood-
head Publishing Series in Energy, n. 88, 2016. (Adaptado.)
Nessas condições, qual é o número mínimo de biocélulas de acetato, ligadas em série, 
necessárias para se obter uma diferença de potencial de 4,4 V?
a) 3 b) 4 c) 6 d) 9 e) 15
Resolução
Resposta: B
Pelos potenciais de redução, o oxigênio reduzirá e o acetato oxidará segundo a adição das 
semirreações de redução e oxidação a seguir:
Polo (+): redução: 2O
2
 + 8H+ + 8 e– w 4 H
2
O E0’ = 0,8 V
Polo (–): oxidação: CH
3
COO– + 2H
2
O w 2CO
2
 +7H+ + 8 e– E0’ = 0,3 V
Equação global: CH
3
COO– + 2O
2
 + H+ w 2 H
2
O + 2CO
2 
∆E0’ = 1,1 V
Sabendo que uma pilha fornece 1,1 V, para obter uma diferença de potencial de 4,4 V, 
serão necessárias quatro pilhas ligadas em série.
Curiosidade
1 A ddp da pilha, além de 
depender da quantidade de 
espécies químicas no equilíbrio, 
também é dependente da 
temperatura. A equação de 
Nernst mostra essa relação:
∆E = ∆E0 – 
F
⋅
⋅
R T
n
 ⋅ ,n Q
Como essa equação não é 
estudada no Ensino Médio, 
vamos fi car atentos apenas 
que os parâmetros 
∆E e T ⋅ ∆E é a variação do 
potencial eletroquímico em 
determinada concentração 
e temperatura, e T é a 
temperatura absoluta.
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40 CAPÍTULO 2
Funcionamento de uma pilha caseira
Observe a montagem de uma pilha caseira.
Suco de laranja
Cobre MagnŽsio
A pilha caseira, feita com suco de laranja, apresenta duas barras metálicas: uma de 
magnésio e outra de cobre. Entre esses dois metais, o magnésio é o de maior potencial de 
oxidação. Portanto, a semirreação de oxidação que ocorre é:
Mg0
(s)
 w Mg2+
(aq.)
 + 2 e–
Dessa semirreação, surgem os elétrons que constituirão a corrente elétrica, permitin-
do que o relógio funcione perfeitamente. Com o tempo, poderemos observar a corrosão 
do eletrodo de magnésio. Como já estudamos, toda oxidação é acompanhada de uma re-
dução. Entretanto, apesar de existir uma lâmina de cobre (Cu0), não há íons cobre II (Cu2+) 
no suco de laranja para que a sua redução aconteça. O problema, nesse caso, é saber o que 
está se reduzindo. Para isso, é preciso lembrar que o suco de laranja é conhecido por sua 
acidez, o que signifi ca que ele tem íons H+ (H
3
O+), prontos para sofrerem redução:
2H+
(aq.)
 + 2 e– w H
2(g)
A maior prova de que isso realmente acontece são as bolhas de gás hidrogênio que se 
formam ao redor da lâmina de cobre.
É assim que funciona a pilha caseira: com o magnésio fornecendo elétrons e os íons H+ 
capturando-os do outro lado, o fl uxo de elétrons é contínuo, e o relógio pode, por algum 
tempo, funcionar normalmente.
Da pilha de Volta às pilhas modernas
Acompanhe a seguir a evolução das pilhas ao longo dos anos.
Pilhas modernas não recarregáveis
Estudaremos a seguir as pilhas classifi cadas como não recarregáveis: pilha de Leclan-
ché, pilha alcalina, pilha de lítio-iodo e pilha de mercúrio-zinco.
Pilha de Leclanché
Em 1866, o engenheiro francês George Leclanché criou a pilha seca. Essa designação é para 
diferenciá-la das pilhas que usavam soluções aquosas, como a pilha de Daniell. No entanto, a 
pilha de Leclanché não é totalmente seca. Dentro dela há uma pasta aquosa que contém prin-
cipalmente cloreto de amônio (NH
4
Cl), cloreto de zinco (ZnCl
2
) e dióxido de manganês (MnO
2
).
Observe o esquema simplifi cado dessas pilhas, tão comuns em nosso dia a dia.
A parede externa da pilha é composta de zinco, um metal com um potencial de oxi-
dação razoavelmente alto. Assim, é o zinco que sofre oxidação, sendo o ânodo (polo 
negativo) da pilha:
Zn0
(s)
 w Zn2+
(aq.)
 + 2 e– E0
oxi.
 = +0,76 V
Na superfície do bastão central de grafi te (polo positivo/ cátodo), ocorre a reação de redução:
2MnO
2(s)
 + 2NH+
4(aq.)
 + 2 e– w Mn
2
O
3(s)
 + 2NH
3(g) 
+ H
2
O
(,)
 E0
red.
 = +0,74 V
Essa segunda reação é irreversível. Por isso, esta não é uma pilha recarregável.
Cálculo da ddp da pilha seca: E0
oxi. do ânodo
 + E0
red. do cátodo
 = +0,76 V + 0,74 V = 1,50 V
Se você montar um relógio de 
parede conforme mostra a fi gura, 
ele funcionará normalmente. Para 
entender como isso é possível, 
vamos estudar de que forma as 
pilhas geram energia elétrica.
Separador de papel
Pasta úmida de
ZnCl
2
 e NH
4
Cl
Camada de MnO
2
Grafite (cátodo)
Zinco (ânodo)
+
–
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41
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Independentemente de se considerar a pilha pequena, média ou grande, a ddp dessas 
pilhas caseiras será sempre de +1,5 V (consulte a embalagem de uma delas), porque as 
substâncias presentes serão sempre as mesmas e, portanto, os potenciais de oxidação e 
redução também. Lembrando que esses potenciais não dependem da quantidade usada 
das substâncias, e sim de suas concentrações.
A ddp de 1,5 V é capaz de fornecer uma corrente de 0,5 A por seis horas, aproximada-
mente. Contudo, alternando-se períodos de uso com alguns períodos de repouso, pode-se 
melhorar esse desempenho. Acontece que, com o uso ininterrupto, um fato indesejável 
acontece: o gás amônia (NH
3
) formado no cátodo pode envolver a barra de grafi te de ma-
neira que a reação de redução seja difi cultada e a pilha pare de funcionar.
No entanto, nos períodos de descanso, a amônia vai, lentamente, reagindo com os 
cátions zinco formados no ânodo (polo negativo). O consumo da amônia “libera” a bar-
ra de grafi te para que a reação de redução volte a acontecer e a pilha possa voltar a 
funcionar por mais algum tempo. Essa reação, chamada complexação, não é estudada 
detalhadamente no Ensino Médio.
Você já percebeu que algumas pessoas colocam pilhas gastas na geladeira, alegando 
que assim elas serão recarregadas?
Contudo, a reação do cátodo é irreversível, portanto esse raciocínio não é verdadeiro. 
É fato que, às vezes, uma pilha gasta guardada na geladeira parece “adquirir nova carga” 
por algum tempo. Isso acontece porque a baixa temperatura favorece a solubilização do 
gás amônia – aquele que prejudica o bom funcionamento da pilha por recobrir o bastão 
de grafi te – na pasta aquosa contida na pilha. Isso, porém, é sufi ciente para dar “nova vida” 
à pilha somente por alguns poucos minutos.
Pilha alcalina
As reações de uma pilha alcalina são muito semelhantes às da pilha de Leclanché. 
A diferença principal é a troca do eletrólito cloreto de amônio (NH
4
Cl, um sal com caracte-
rísticas ácidas) por hidróxido de potássio (KOH), uma substância básica, ou alcalina, o que 
explica a designação pilha alcalina.
As reações dessa pilha:
Ânodo: Zn0
(s)
 w Zn2+
(aq.)
 + 2 e– Cátodo: 2MnO
2(s)
 + H
2
O
(,)
 + 2 e– w Mn
2
O
3(s)
 + 2OH–
(aq.)
 
A ddp dessa pilha é a mesma da pilha de Leclanché.
É fato, porém, que as pilhas alcalinas têm melhor desempenho e duram mais. A seguir, 
são apresentadas algumas razões.
• O hidróxido de potássio é melhor condutor de eletricidade que o cloreto de amônio e impõe 
menor resistência à passagem interna dos íons, o que melhora o desempenho da pilha.
• A ausência do cloreto de amônio elimina o problema da formação do gás amônia, que 
prejudica o bom funcionamento da pilha.
• A ausência de meio ácido na pasta (uma vez que não há mais cloreto de amônio) dá 
vida mais longa ao zinco (metal do ânodo), que é corroído pela acidez. 1
Pilha de lítio-iodo
Essa pilha é muito leve e pode funcionar – gerando uma voltagem de 2,8 V – por apro-
ximadamente dez anos.
Por isso, é a pilha usada nos marca-passos cardíacos. As semirreações são:
Ânodo: Li w Li+ + e– Cátodo: I
2
 + 2 e– w 2I–
Pilha de mercúrio-zinco
Essa pilha é também conhecida por pilha de Ruben-Mallory. É constituída por zinco me-
tálico e uma pasta aquosa com hidróxido de potássio (KOH) e óxido de mercúrio II (HgO). 
Normalmente é produzida em tamanhos bem pequenos (chamada pilha-botão) e, por isso, 
é muito útil para os aparelhos de dimensões reduzidas, como calculadoras,relógios de 
pulso, agendas eletrônicas, aparelhos de surdez, etc. As reações envolvidas são:
Ânodo: Zn
(s)
 + 2OH–
(aq.)
 w ZnO
(s)
 + H
2
O
(,)
 + 2 e– Cátodo: HgO
(s)
 + H
2
O
(,)
 + 2 e– w Hg
(,)
 + 2OH–
(aq.)
 
Atenção
1 Por que o cloreto de amônio 
apresenta características ácidas?
Lembre-se de que alguns sais 
podem sofrer hidrólise. Na 
água pura, além das moléculas 
de H
2
O, existem os íons H+ 
(responsáveis pela acidez) e OH– 
(responsáveis pela alcalinidade 
na mesma concentração. Ao se 
dissolver o NH
4
Cl em água, o 
NH+
4
, por ser derivado de uma 
base fraca (NH
4
OH), “captura” 
os íons OH–. Já os íons Cl–, por 
serem derivados de um ácido 
forte (HCl), não são “captores” 
de H+. Assim, ocorre uma 
sobra de H+ na solução, que se 
torna ácida.
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42 CAPÍTULO 2
Pilhas recarregáveis
Quando as reações de oxidação e de redução de uma pilha são reversíveis, tem-se uma 
pilha recarregável. A recarga consiste em se instalar um gerador de eletricidade capaz de 
fornecer uma ddp maior que a da pilha em questão. Conectando-o à pilha, as semirrea-
ções acontecerão em sentido oposto ao que ocorre quando a pilha está em funcionamen-
to. Dessa maneira, os reagentes são regenerados, e a pilha estará pronta para ser usada 
novamente.
Pilha de níquel-cádmio (NiCd)
Essa pilha foi muito usada em telefones celulares. Atualmente, está sendo substituída 
por outras mais modernas. Suas reações são:
Ânodo: Cd
(s)
 + 2OH–
(aq.)
 w Cd(OH)
2(s)
 + 2 e–
Cátodo: 2NiO(OH)
(s)
 + 2H
2
O
(,)
 + 2 e– w2Ni(OH)
2(s)
 + 2OH–
(aq.)
 
Bateria de automóvel
Só se poderá dar partida no motor de um automóvel com o auxílio de uma peça que 
apresenta seis pilhas ligadas em série, isto é, uma bateria de seis pilhas. Com isso, fi ca cla-
ro o uso do termo bateria. Cada uma dessas pilhas apresenta uma voltagem de 2 V; juntas, 
totalizam 12 V.
Cátodo
H
2
SO
4(aq.)
Placas de chumbo
recobertas com
chumbo esponjoso
Placas de chumbo
recobertas com PbO
2
Ânodo
–
+
As reações que ocorrem são:
Ânodo: Pb
(s)
 + HSO–
4(aq.)
 w PbSO
4(s)
 + H+
(aq.)
 + 2 e–
Cátodo: PbO
2(s)
 + 3H+
(aq.)
 + HSO–
4(aq.)
 + 2 e– w PbSO
4(s)
 + 2H
2
O
(,)
Global: Pb
(s)
 + PbO
2(s)
 + 2H+
(aq.)
 + 2HSO–
4(aq.)
 x 2PbSO
4(s)
 + 2H
2
O
(,)
A reação global é reversível, o que faz com que as baterias dos automóveis possam ser 
recarregadas. De fato, isso acontece toda vez que o motor do carro está ligado, quando a 
bateria recebe energia elétrica de uma peça chamada alternador. Você já viu alguma vez 
um mecânico testar “a carga” de uma bateria usando um densímetro?
Isso acontece porque o ácido sulfúrico é mais denso que a água; conforme a bateria 
vai funcionando, o ácido vai sendo consumido e a água sendo produzida (consulte as rea-
ções anteriores). Isso signifi ca que, quanto menor for o valor da densidade da solução 
contida na bateria, mais descarregada ela estará. Valores inferiores a 1,20 g/mL indicam 
uma bateria que só poderá ser recarregada em ofi cinas especializadas.
Pilhas, baterias e metais pesados
A quantidade de telefones celulares espalhados pelo país trouxe um problema que 
ainda chama pouco a atenção, mas tende a se tornar uma tremenda dor de cabeça. Desde 
2003, o número de telefones celulares no Brasil ultrapassou o número de fi xos. O país tem 
283,5 milhões de celulares (abril de 2015). O que fazer com as baterias velhas de telefo-
ne celular, cuja matéria-prima são metais pesados de alto teor tóxico, como o cádmio e 
o níquel? Metais pesados não são degradados pelos microrganismos e se acumulam no 
ambiente.
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A
Com o passar do tempo, as baterias descartadas deixam vazar um líquido que pode 
contaminar rios e lençóis freáticos. Quando ingeridos, acumulam-se no organismo 
e causam, em longo prazo, doenças no sistema nervoso, nos rins e nos ossos. Poucos 
usuários estão informados sobre o que fazer com as baterias antigas. E há poucos da-
dos sobre o nível de comprometimento de revendedores e assistências técnicas com a 
resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama). Sabe-se, no entanto, que 
é considerável o número de celulares com baterias de níquel-cádmio que ainda circula 
pelo país. A deposição desse tipo de bateria no lixo comum pode gerar danos à saúde e 
ao meio ambiente.
Os metais pesados podem causar diversos riscos à saúde. Observe alguns exemplos.
• Cádmio. É um agente cancerígeno e teratogênico (acarreta mutação genética); causa 
disfunção renal e problemas nos pulmões. Quando inalado, é fatal.
• Mercúrio. Os sais de mercúrio são venenos cumulativos. Isso signifi ca que o corpo 
humano só consegue eliminar esse metal aos poucos. Ele causa intoxicação aguda: 
efeitos corrosivos na pele e nas mucosas, náuseas, vômitos, dor abdominal e diarreia 
com sangue. São comuns danos aos rins e morte em poucos dias; intoxicação crônica: 
são comuns tremores, descoordenação motora, vertigens, irritabilidade e depressão, 
além de perda de visão, audição e deterioração mental.
• Chumbo. Afeta seriamente os rins e os sistemas digestório, reprodutor e nervoso. É co-
mum causar convulsões, náuseas, vômitos, psicose e anemia (inibe a produção de he-
moglobina), além de elevar a pressão arterial. É um agente teratogênico. A intoxicação 
por chumbo chama-se saturnismo ou plumbismo.
• Níquel. Ainda que importante para o organismo na concentração de três partes por 
milhão, o seu contato com a pele provoca dermatites acompanhadas de queimação, 
podendo formar feridas. Algumas pessoas são mais sensíveis a esse metal, por isso 
sentem coceiras e desenvolvem eczemas quando usam pulseiras de aço inoxidável 
(que contém níquel, além de ferro e cromo). O maior perigo, contudo, é a sua inalação 
frequente, que pode causar câncer de pulmão.
Procure jogar suas pilhas e baterias em lixos próprios para isso. Existem alguns estabe-
lecimentos que oferecem coletores seletivos.
Construção de uma pilha com materiais de baixo custo
Vamos realizar um experimento que permite criar uma pilha caseira. Essa pilha forne-
cerá energia sufi ciente para operar relógios, calculadoras ou outros equipamentos que 
usem pilhado tipo AA (ou necessitem de energia máxima equivalente a 1,5 V).
A pilha utilizará eletrodos de cobre (que podem ser compostos por cabos de cobre ou 
barras de cobre, ambos com diâmetro mínimo de 0,5 cm, encontrados em lojas de mate-
riais de construção, ou ainda moedas de 5 ou 10 centavos) e de magnésio (liga de magné-
sio, encontrada em lojas de material de soldagem e/ou em ofi cinas que consertam rodas 
esportivas) ou de zinco (clipes de papel).
Para a conexão dos eletrodos ao aparelho escolhido, o diâmetro do fi o deverá estar 
entre 0,4 e 0,8 mm. O circuito interno será uma fruta cítrica (pode ser laranja, limão, aba-
caxi, melancia, etc.).
Os eletrodos deverão perfurar a fruta de modo que no interior dela se forme suco livre, que servirá como meio eletro-
lítico, de acordo com o esquema a seguir.
Essa pilha envolve as seguintes semirreações com seus respectivos potenciais-padrão, a 25 °C e 1 atm:
Mg2+ + 2 e– w Mg E0 = –2,36 V
2H
2
O + 2 e– w H
2
 + 2OH- E0 = –0,83 V
2H+ + 2 e– w H
2
 E0 = 0 V
Após a montagem da pilha, meça, usando um voltímetro, a diferença de potencial fornecida pelo sistema e compare 
com o valor teórico. Avalie também o tempo que um relógio trabalha e se trabalha corretamente (observe se o relógio 
adianta ou atrasa).
+–
Mg
M
Cu
Fruta cítrica
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44 CAPÍTULO 2
Conexões
Células ou pilhas de combustível: 
será o fim do uso, como combustível, 
dos derivados do petróleo?
As células de combustível são dispositivos que convertem energia química em energia elétrica, a partir de reações quími-
cas de oxirredução. Funciona como se fosse uma pilha, mas se diferencia no fato de que as espéciesquímicas envolvidas são 
fornecidas continuamente.
Existem diversas alternativas que podem ser usadas para esse fi m, mas a mais atraente é a que usa hidrogênio e oxigênio, 
que podem ser obtidos da decomposição da água.
Na parte interior da pilha, o eletrólito pode ser formado por diversos materiais, sendo que, na maioria das vezes, é usado o 
íon H+. A fi gura a seguir mostra o diagrama esquemático de uma célula de combustível com as reações que ocorrem no ânodo 
e no cátodo.
Carga
e–
+–
Eletrodos
H+
M
e
m
b
ra
n
a
 d
e
tr
o
ca
 d
e
 p
ró
to
n
s
(E
le
tr
ó
lit
o
)
Reciclagem do H
2
 
que não reagiu
H
2
 combustível
Saída de
vapor de H
2
O
O
2
BAIRD, C., CANN, M. Química ambiental. 4. ed. 
Porto Alegre: Bookman, 2011.
O uso desses dispositivos é muito sustentável por diversas razões, entre elas:
• Maior efi ciência energética: os veículos movidos a combustíveis fósseis têm efi ciência entre 15-25%, para os veículos 
a gasolina, e 30-35%, para os veículos a diesel. As células a combustível apresentam em torno de 50-55%.
• Redução da poluição atmosférica: veículos movidos a combustão interna emitem diferentes poluentes atmosféricos, 
entre eles óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono, compostos orgânicos voláteis, etc. O único produto da célula 
de combustível a hidrogênio é a água.
• Redução das emissões de dióxido de carbono: as células de combustíveis a hidrogênio não usam compostos orgâni-
cos durante seu funcionamento.
Cada célula de combustível é capaz de fornecer 0,8 V quando em operação a 80 °C. Assim, para movimentar um veícu-
lo, muitos desses dispositivos deverão ser associados em série.
Pesquisadores no mundo todo desenvolvem trabalhos relacionados a esse tipo de geração de energia – para melho-
rar o desempenho e diminuir os custos – com o intuito de um maior uso pela nossa sociedade.
A respeito da pilha de combustível movida a hidrogênio, escreva:
a) a equação da reação que acontece no polo negativo;
b) a equação da reação que acontece no polo positivo;
c) a equação global da célula de combustível.
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Atividades
 13. (UEPG-PR) Sobre a pilha esquematizada abaixo, assinale o 
que for correto.
(01) Seu funcionamento diminui a concentração de íons B3+.
(02) O eletrodo B sofre oxidação.
(04) O eletrodo A é denominado cátodo.
(08) A equação global é dada por 2B
(s)
 + 3A2+
(aq.)
 w 2 B3+
(aq.)
 +
+ 3A
(s)
.
(16) O eletrodo B sofre corrosão.
Some os números dos itens corretos.
 14. (Uece) Um estudante de química da FECLESC – unidade 
da Uece que em 2013 completou 30 anos – está tentando 
fabricar uma pilha usando prata e cobre, a partir da reação
2Ag
(s)
 + Cu2+ w 2Ag1+ + Cu
(s)
Considerando as semirreações Ag1+ w Ag
(s)
 e Cu2+ w Cu
(s)
, 
bem como os potenciais de redução E0 = 0,80 V e 
E0 = 0,34 V, marque a alternativa que preenche adequa-
damente as lacunas da frase a seguir.
E correto afi rmar-se que a pilha tem ddp de volts, 
e a reação no sentido indicado é .
a) +1,14; espontânea
b) –1,14; não espontânea
c) –0,46; não espontânea
d) +0,46; espontânea
R
e
p
ro
d
u
•
‹
o
 /
 U
E
P
G
-P
R
.
 15. (Ufal) Os potenciais de eletrodo padrão de três reações são:
Zn2+
(aq.)
 + 2 e– x Zn
(s)
 E0 = –0,76V
Fe2+
(aq.)
 + 2 e– x Fe
(s)
 E0 = –0,44V
Fe3+
(aq.)
 + e– x Fe2+
(aq.)
 E0 = +0,76V
A voltagem de uma célula galvânica envolvendo zinco e 
ferro e 0,32 V. Qual das notações químicas a seguir defi ne 
corretamente essa célula?
a) Zn|Zn2+|Fe
b) Zn|Fe2+|Fe3+, Fe3+|Pt
c) Zn|Zn2+|Fe2+|Fe
d) Zn|Zn2+|Fe3+|Fe
e) Zn|Zn2+|Fe2+, Fe3+|Pt
 16. (UFT-TO) A fi gura a seguir representa uma célula galvânica 
conhecida como a pilha de Daniell. No compartimento da 
esquerda, tem uma placa de zinco mergulhada em solução 
de sulfato de zinco a 1,00 mol/L e, no compartimento 
da direita, tem uma placa de cobre mergulhada em uma 
solução de sulfato de cobre 1,00 mol/L. As placas estão 
interligadas por um fi o condutor (circuito externo), e as 
soluções estão unidas por uma ponte salina que é uma 
solução saturada de cloreto de potássio. O potencial-pa-
drão de redução do Zn2+ é – 0,76V e do Cu2+ é + 0,34V.
KCl
Zn2+
SO
4
2–
Cu2+
SO
4
2–
Voltímetro
Ânodo Cátodo
Placa de
zinco (Zn0)
Placa de
cobre (Cu0)
Analise as afi rmações a seguir em relação ao funciona-
mento dessa pilha.
 I. No ânodo ocorre a oxidação do zinco e no cátodo, a 
redução do cobre.
 II. A carga do ânodo é positiva, e a do cátodo, negativa.
 III. O fl uxo de elétrons ocorre do ânodo para o cátodo 
através do circuito externo.
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46 CAPÍTULO 2
 IV. Na placa de zinco, ocorre corrosão, liberando íons 
Zn2+ para a solução, enquanto que, na placa de cobre, 
ocorre deposição de Cu metálico.
 V. A função da ponte salina é balancear as cargas, sendo 
que os cátions K+ migram para a solução de sulfato de 
zinco e os ânions Cl– migram para a solução de sulfato 
de cobre.
 VI. O potencial-padrão dessa pilha é 1,10 volts.
 VII. O Zn2+ é o agente oxidante, e o Cu2+ é o agente redutor.
A alternativa que indica todas as afirmações corretas é:
a) II, III e IV apenas.
b) I, III, IV e VI apenas.
c) I, II, III, V e VI apenas.
d) II, III, IV, V, VI e VII apenas.
e) I, II, III, IV, V, VI e VII.
 17. (UFSC) Na pilha esquematizada a seguir, é fornecido o 
sentido do fluxo de elétrons. Dados os valores dos poten-
ciais-padrão de redução (a 25 °C e 1 atm) do eletrodo de 
cobre (E
red.
 = 0,34 V) e do eletrodo de prata (E
red.
 = 0,80 V), 
indique a(s) proposição(ões) correta(s):
(01) No eletrodo de cobre ocorre a redução. 
(02) Os elétrons fluem do eletrodo de cobre para o ele-
trodo de prata. 
(04) O cobre é o agente redutor. 
(08) A reação global da pilha é: 
 Cu
(s)
 + 2Ag1+
(aq.)
 w Cu2+
(aq.)
 + 2Ag
(s)
. 
(16) A diferença de potencial da pilha é +0,46 V, nas 
condições indicadas. 
(32) A representação correta da pilha é: 
 Ag1+
(aq.)
 |Ag
(s)
||Cu
(s)
|Cu2+
(aq.)
. 
Dê a soma dos números dos itens corretos.
R
e
p
ro
d
u
ç
ã
o
 /
 U
F
S
C
-S
C
, 
2
0
0
2
.
 18. (PUC-RS) É possível sentir uma “dor fina” ao encostar, em 
uma obturação metálica (amálgama de mercúrio e prata), 
um talher de alumínio ou mesmo uma embalagem que 
seja revestida pelo alumínio e a obturação. Consideran-
do as informações a seguir, a afirmação correta é a da 
alternativa:
Al3+ + 3 e– w Al0 E0 = –1,66 V
Hg
2
2+ + 2 e– w 2 Hg0 (liga com prata) E0 = +0,85 V
a) O cátodo é o alumínio e o ânodo é o mercúrio.
b) O alumínio se reduz e o mercúrio se oxida.
c) O alumínio funciona como agente oxidante e o mercú-
rio como agente redutor. 
d) O potencial da pilha é –0,81 volts. 
e) O potencial da pilha é +2,51 volts.
 19. (UFJF-MG) Um professor de Química montou no labora-
tório uma pilha na qual as duas semirreações são: Fe0|Fe2+ 
e Cu2+|Cu0. Foram usados materiais de baixo custo, mais 
precisamente um prego (contendo ferro) e uma barra de 
cobre, como eletrodos, mergulhados nas respectivas solu-
ções de sulfato de ferro II e sulfato de cobre II. O professor 
lançou o seguinte desafio aos alunos:
“O que devo fazer para aumentar a vida útil desta pilha?”
Várias respostas foram dadas:
 I. Usar uma solução de sulfato de ferro II mais concentrada.
 II. Retirar a ponte salina entre as soluções.
 III. Usar uma solução de sulfato de cobre II mais concentrada.
 IV. Usar um prego maior.
Dados:
Fe2+
(aq.)
 + 2 e– x Fe
(s)
 E0 = –0,440V
Cu2+
(aq.)
 + 2 e– x Cu
(s)
 E0 = –0,337V
Marque a alternativa que contém as afirmativas corretas.
a) Somente I e II estão corretas.
b) Somente III está correta.
c) Somente II e IV estão corretas.
d) Somente III e IV estão corretas.
e) I, II, III e IV estão corretas.
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 20. +Enem [H25] A presença de restaurações metálicas na boca pode levar o indivíduo a sentir um pequeno choque ao colocar 
na boca pedaçosde metal, como o papel laminado de alumínio que envolve uma barra de chocolate. O alumínio, com 
meio ácido da boca, provoca a transferência de elétrons para o metal da restauração, causando esse choque. Com base no 
fenômeno descrito, pode-se afi rmar que o alumínio:
a) sofre redução, funcionando como cátodo.
b) provoca a oxidação do metal da restauração.
c) é o agente oxidante, pois sofre redução.
d) é o agente redutor, pois sofre redução.
e) sofre oxidação, funcionando como ânodo.
Complementares Tarefa proposta 13 a 24
 21. (Udesc) Um dos mais promissores sistemas de células 
de combustível envolve a reação entre o gás hidrogênio 
e o gás oxigênio para formar água como único pro-
duto. Essas pilhas geram eletricidade duas vezes mais 
eficiente que o melhor motor de combustão interna. 
As semirreações envolvidas na célula de combustível 
de hidrogênio e os seus respectivos potenciais-padrão 
de redução são:
 I. 4 e– + O
2(g)
 + 2H
2
O
(,)
 w 4OH–
(aq.)
 E0 = +0,40 V
 II. 4H
2
O
(,)
 + 4 e– w 2H
2(g)
 + 4OH–
(aq.)
 E0 = –0,83 V
Assinale a alternativa correta em relação às semirreações 
(I) e (II).
a) A força eletromotriz da célula é de –1,23 V; a semirrea-
ção (I) ocorre no ânodo, e a semirreação (II) ocorre no 
cátodo.
b) A força eletromotriz da célula é de –0,43 V; a semirrea-
ção (I) ocorre no cátodo, e a semirreação (II) ocorre no 
ânodo.
c) A força eletromotriz da célula é de +1,23 V; a semir-
reação (I) ocorre no cátodo, e a semirreação (II) ocorre 
no ânodo.
d) A força eletromotriz da célula é de +1,23 V; a semir-
reação (I) ocorre no ânodo, e a semirreação (II) ocorre 
no cátodo.
e) A força eletromotriz da célula é de –0,43 V; a semirrea-
ção (I) ocorre no ânodo, e a semirreação (II) ocorre no 
cátodo.
 22. (Fuvest-SP) A bateria comum de automóvel e constituída 
de ânodos de chumbo e cátions de óxido de chumbo. 
Esses eletrodos são imersos em uma solução de ácido 
sulfúrico de título 38%. Na bateria em operação ocorre a 
seguinte reação:
Pb
(s)
 + PbO
2(s)
 + 2H+
(aq.)
 + 2HSO–
4(aq.)
 w 2PbSO
4(s)
 + 2H
2
O
(,)
a) Escreva as semirreações de oxidação e de redução que 
ocorrem em cada um dos eletrodos, sabendo que em 
ambos se forma PbSO
4
 sólido.
b) Explique por que a determinação da densidade da so-
lução de ácido sulfúrico permite estimar a carga da 
bateria.
 23. (Vunesp) Quando se coloca um pedaço de zinco metálico 
numa solução aquosa diluída de cloreto de cobre (II), de 
cor azul, observa-se que a intensidade da cor da solução 
vai diminuindo até se tornar incolor. Ao mesmo tempo, 
observa-se a deposição de cobre metálico sobre o zinco 
metálico. Ao término da reação, constata-se que uma par-
te do zinco foi consumida. 
a) Explique o fenômeno observado. Escreva a equação 
química correspondente. 
b) O que acontecerá quando um pedaço de cobre metáli-
co for colocado em uma solução aquosa de cloreto de 
zinco? Justifi que a resposta.
 24. (FEI-SP) Com relação a uma pilha eletroquímica, são feitas 
as seguintes afi rmações:
 I. No cátodo ocorre redução dos íons da solução. 
 II. A passagem de elétrons, no circuito externo, é do cá-
todo para o ânodo. 
 III. O ânodo sofre redução de massa. 
São verdadeiras as seguintes sentenças: 
a) I e II. 
b) II e III. 
c) I e III. 
d) todas. 
e) somente I.
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48 CAPÍTULO 2
Tarefa proposta
Para reduzir o íon nitrato, deve-se reagi-lo com:
a) cloreto de sódio.
b) cloro gasoso.
c) sulfato de zinco.
d) zinco em pó.
e) cloreto de zinco.
 5. (Cesgranrio-RJ) Uma indústria que necessita estocar solu-
ções de nitrato de níquel de concentração molar igual a 
1 mol/L, a 25 °C (Ni2+/Ni: – 0,25 V), dispõe dos tanques 
I, II, III e IV relacionados a seguir.
Tanque I: construído de ferro (Fe2+/Fe: –0,44 V)
Tanque II: construído de chumbo (Pb2+/Pb: –0,13 V)
Tanque III: construído de zinco (Zn2+/Zn: –0,76 V)
Tanque IV: construído de estanho (Sn2+/ Sn: –0,14 V)
Quais os tanques que poderão ser usados para que a so-
lução a ser estocada não se contamine?
a) Somente I e IV.
b) Somente II e III.
c) Somente II e IV.
d) Somente III e IV.
e) Somente I e III.
 6. (Fuvest-SP) Deseja-se distinguir, experimentalmente, o es-
tanho do zinco. Para tal, foram feitos três experimentos. 
 I. Determinou-se a densidade de um dos metais, a 
20 °C, com margem de erro de 3%, e achou-se o 
valor 7,2 g/cm3.
 II. Colocou-se, separadamente, cada um dos metais em 
uma solução aquosa de ácido clorídrico, de concentra-
ção 1 mol/L.
 III. Colocou-se, separadamente, cada um dos metais em 
uma solução aquosa de sulfato ferroso, de concentra-
ção 1 mol/L.
Para cada um dos experimentos, com base nos dados 
fornecidos, explique se foi possível ou não distinguir um 
metal do outro. 
Dados:
Metal (Me)
Densidade a 
20 oC (g/cm3)
E0
red.
 (Me2+, Me) V
Sn 7,29 –0,14
Zn 7,14 –0,76
Fe — –0,44
 7. (Faap-SP) Uma indústria dispõe de dois tanques para esto-
car uma solução de sulfato de níquel II, de concentração 
1 mol/L. Um deles é construído em ferro e outro tem um 
revestimento interno de chumbo. Relativamente à conta-
minação da solução a estocar, por parte do material de 
construção do tanque, podemos concluir que: 
Dados:
Pb2+ + 2 e– w Pb0 E0 = –0,13V
Ni2+ + 2 e– w Ni0 E0 = –0,25V
Fe2+ + 2 e– w Fe0 E0 = –0,44V
 1. (Fuvest-SP) Considere os seguintes potenciais-padrão de 
redução:
Semirreação 
(em solução aquosa)
Potencial (volt)
Ce4+ + 1 e– w Ce3+ 1,61
Sn4+ + 2 e– w Sn2+ 0,15
a) Representar a reação que ocorre numa solução aquosa 
que contenha essas espécies químicas, no estado-padrão.
b) Na reação representada, indicar a espécie que age 
como oxidante e a que age como redutora.
 2. (ITA-SP) Considere as semirreações representadas pelas 
semiequações abaixo e seus respectivos potenciais-padrão 
de eletrodo. 
Fe 2+
(aq.)
 + 2 e– w Fe
(s)
 E0 = –0,44V
1
3
IO–
3(aq.)
 + H
2
O
(,)
 + 2 e– w 
1
3
I–
(aq.)
 + 2OH–
(aq.)
 E0 = +0,26V
Ag+
(aq.)
 + e– w Ag
(s)
 E0 = +0,80V
Com base nas informações acima, qual das opções abaixo 
é relativa à equação química de uma reação que deverá 
ocorrer quando os reagentes, nas condições padrão, fo-
rem misturados entre si? 
a) Fe 2+
(aq.)
 + 
1
3
I–
(aq.)
 + 2OH– w Fe
(s)
 + 
1
3
IO–
3(aq.)
 + H
2
O
(,)
b) 2Ag
(s)
 + 
1
3
IO–
3(aq.)
 + H
2
O
(,)
 w 2Ag+
(aq.)
 + 
1
3
I–
(aq.)
 + 2OH–
(aq.)
c) 
1
3
I–
(aq.)
 + 2OH–
(aq.)
 + 2Ag+
(aq.)
 w 2Ag
(s)
 + 
1
3
IO–
3(aq.)
 + H
2
O
(,)
d) Fe
(s)
 + 
1
3
I–
(aq.)
 + 3H
2
O
(,)
 w Fe2+
(aq.)
 + 
1
3
IO–
3(aq.)
 + 2OH–
(aq.)
 + 2H
2(g)
e) 2Ag
(s)
 + 
1
3
I–
(aq.)
 + 3H
2
O
(,)
 w 2Ag+
(aq.)
 + 
1
3
IO–
3(aq.)
 + 2 OH–
(aq.)
 +
+ 2H
2(g)
 3. (Unimontes-MG) Os cascos de navios e a canalização de 
oleodutos são feitos de ferro protegidos com plaquetas de 
magnésio.
Fe w Fe2+ + 2 e– E0 = +0,44 V
Mg w Mg2+ + 2 e– E0 = +2,37 V
As plaquetas de magnésio são utilizadas como eletrodo 
de sacrifício, pois:
a) o magnésio, na célula eletroquímica, atua como metal 
de sacrifício.
b) o eletrodo de magnésio tem maior tendência a ganhar 
elétrons.
c) o eletrodo de ferro, na célula, apresenta maior facilida-
de de oxidação.
d) o magnésio usado como eletrodo de sacrifício e o 
agente oxidante.
 4. (Fuvest-SP) Considere os potenciais-padrão de redução:
Semiequações Potenciais-padrão
Cl
2
 + 2 e– x 2Cl– E0 = +1,35V
NO–
3
 + 3H+ + 2 e– x HNO
2
 + H
2
O E0 = +0,94V
Zn2+ + 2 e– x Zn E0 = –0,76V
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A
a) em qualquer dos recipientes ocorre contaminação.
b) haverá contaminação por parte do chumbo.
c) não haverá contaminação por parte do ferro.
d) não haverá contaminação por parte do chumbo.
e) é impossível concluir sobre a referida contaminação.
 8. (Fuvest-SP) Um tipo de bafômetro usado pela polícia 
rodoviária para medir o grau de embriaguez dos mo-
toristas consiste em uma pilha eletroquímicaque gera 
corrente na presença de álcool (no ar expirado) devido 
à reação: 
2CH
3
CH
2
OH
(g)
 + O
2(g)
 w 2CH
3
CHO
(g)
 + 2H
2
O
(,)
O “suspeito” sopra através de um tubo para dentro do 
aparelho onde ocorre, se o indivíduo estiver alcoolizado, 
a oxidação do etanol à etanal e a redução do oxigênio 
à água, em meio ácido e em presença de catalisador 
(platina). 
a) Sabendo-se que a semirreação que ocorre em um dos 
eletrodos é: 
CH
3
CH
2
OH w CH
3
CHO + 2H+ + 2 e–
 Escreva a semirreação que ocorre no outro eletrodo. 
b) Sendo E0
1
 e E0
2
, respectivamente, os potenciais-padrão 
de redução, em meio ácido, dos eletrodos (CH
3
CHO, 
CH
3
CH
2
OH) e (O
2
, H
2
O), para que a reação da pilha 
ocorra é necessário que E0
1
 seja maior ou menor do 
que E0
2
? Explique.
 9. (Fuvest-SP) Panelas de alumínio são muito utilizadas no 
cozimento de alimentos. Os potenciais de redução (E0) 
indicam ser possível a reação desse metal com água. 
A não ocorrência dessa reação é atribuída à presen-
ça de uma camada aderente e protetora de óxido de 
alumínio formada na reação do metal como oxigênio 
do ar.
a) Escreva a equação balanceada que representa a for-
mação da camada protetora.
b) Com os dados de E0, explique como foi feita a previsão 
de que o alumínio pode reagir com a água.
Semiequações E0 (volt)
Al3+ + 3 e– x Al E0 = –1,66
2H
2
O + 2 e– x H
2
 + 2OH– E0 = –0,83
 10. (UFU-MG) São dadas as seguintes semirreações com os 
respectivos potenciais de eletrodos: 
Mg w Mg2+ + 2 e– E0 = +2,34 V 
Ni w Ni2+ + 2 e– E0 = +0,25 V 
Cu w Cu2+ + 2 e– E0 = –0,35 V 
Ag w Ag+ + e– E0 = –0,80 V 
Considere agora as seguintes reações: 
 I. Mg + Ni2+ w Mg2+ + Ni 
 II. Ni + Cu2+ w Ni2+ + Cu 
 III. 2Ag+ + Mg w Mg2+ + 2Ag 
 IV. Ni2+ + 2Ag w Ni + 2Ag+
A análise das equações I, II, III e IV nos permite concluir 
que:
a) somente II e III são espontâneas.
b) somente III e IV são espontâneas.
c) somente I e II são espontâneas.
d) somente I, II e III são espontâneas.
 11. (UEL-PR) Os talheres de prata, embora considerados va-
liosos e prazerosos ao olhar, tem como inconveniente o 
escurecimento. Sabe-se que o contato desses utensílios 
com alimentos que contém enxofre, como ovos ou cebola, 
escurece a prata através da formação do sal insolúvel de 
cor preta, o Ag
2
S. Em um laboratório, duas experiências 
foram realizadas com o intuito de recuperar o brilho da 
prata. A primeira delas, realizada com efi ciência, consistiu 
do uso de H
2
O
2
 para oxidar o S2–, na forma de Ag
2
S, em 
Ag
2
SO
4
 de coloração branca.
Na segunda experiência, recobriu-se o fundo de uma cai-
xa de plástico com uma folha de alumínio, acrescentou-se 
água quente e uma colher de sopa de sal de cozinha; de-
pois depositou-se os talheres enegrecidos de tal maneira 
que fi caram em contato com o alumínio. Dados:
 I. Al3+ + 3 e– w Al
(s)
 E0 = −1,67 V
 II. Ag+ + e– w Ag
(s)
 E0 = 0,80 V
 III. H
2
O
2 
+ 2 e– + 2H+ w 2H
2
O E0 = 1,78 V
a) Escreva a equação química balanceada do processo de 
transformação do Ag
2
S em Ag
2
SO
4
 por meio do uso 
de H
2
O
2
.
b) Analise se a segunda experiência pode ser usada com 
efi ciência para recuperar o brilho dos talheres de pra-
ta. Justifi que sua resposta.
 12. +Enem [H25] Uma liga metálica, ao ser mergulhada em 
ácido clorídrico, pode permanecer inalterada, sofrer dis-
solução parcial ou dissolução total. Observe as reações e 
os potenciais-padrão de redução:
 I. Cl
2
 + 2 e– w 2Cl– E0 = +1,36 V
 II. Cu2+ +2 e– w Cu E0 = +0,34 V
 III. 2H+ + 2 e– w H
2
 E0 = 0,00 V
 IV. Zn2+ + 2 e– w Zn E0 = –0,76 V
Ao ser mergulhada em uma solução de HCl, uma liga de 
cobre e zinco:
a) terá o cobre e o zinco sofrendo redução.
b) terá o cobre e o zinco sofrendo oxidação.
c) terá o cobre permanecendo inalterado e o zinco so-
frendo oxidação.
d) terá o cobre sofrendo oxidação e o zinco sofrendo re-
dução.
e) terá o cobre sofrendo redução e o zinco permanecen-
do inalterado.
 13. (UAM-SP) Nas pilhas comuns, não alcalinas, o ânodo é o 
eletrodo Zn/Zn2+, ou seja, é o polo:
a) negativo, no qual o metal Zn sofre oxidação.
b) positivo, no qual íons Zn2+ sofrem redução.
c) positivo, no qual o metal Zn sofre redução.
d) negativo, no qual íons Zn2+ sofrem oxidação.
e) negativo, no qual íons Zn2+ sofre redução.
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50 CAPÍTULO 2
 14. (Unicentro-PR) Analise o esquema montado pelo circuito 
de eletrodos a seguir e assinale a alternativa correta.
Voltímetro
Ponte salina
Cu
(aq.)
Cu
(s)
Ni
(aq.)
Ni
(s)
2+
2+
Cu2+ + 2 e– w 2Cu E0 = +0,34 V
Ni2+ + 2 e– w 2 Ni E0 = –0,25 V
a) A equação global referente à pilha montada no esque-
ma é representada por: Cu2+ + Ni w Ni2+ + Cu, sendo a 
diferença de potencial igual a 0,59 V.
b) A pilha montada no esquema refere-se à pilha de Daniell.
c) O eletrodo de cobre sofrerá corrosão ao fi nal do processo.
d) O polo positivo, representado pela lâmina de níquel, é 
denominado de cátodo.
e) Analisando a fi gura, na qual está representada a mon-
tagem da pilha, pode-se afi rmar que a movimentação 
dos elétrons ocorre da esquerda para a direita, assim 
também como o sentido da corrente elétrica.
 15. (Unifesp) Ferro metálico reage espontaneamente com íons 
Pb2+, em solução aquosa. Essa reação pode ser represen-
tada por: 
Fe + Pb2+ w Fe2+ + Pb
Na pilha, representada pela fi gura:
Ponte salina
Solução aquosa
contendo Fe2+
Solução aquosa
contendo Pb2+
Fe Pb
em que ocorre essa reação global:
a) os cátions devem migrar para o eletrodo de ferro.
b) ocorre deposição de chumbo metálico sobre o eletro-
do de ferro.
c) ocorre diminuição da massa do eletrodo de ferro.
d) os elétrons migram através da ponte salina do ferro 
para o chumbo.
e) o eletrodo de chumbo atua como anodo.
 16. (Vunesp) Dados os potenciais-padrão de redução:
Zn2+ + 2 e– w Zn
(s)
 E0 = –0,76 V
Ag+ + e– w Ag
(s)
 E0 = +0,80 V
2H+ + 2 e– w H
2(g)
 E0 = 0,00 V
Assinale a afi rmativa incorreta, considerando os sistemas 
no estado-padrão.
a) Uma lâmina de zinco imersa numa solução de íons Ag+ 
será recoberta por um depósito de prata metálica.
b) Se uma lâmina de prata for mergulhada numa solução 
de HCl 1,0 mol/L, não haverá desprendimento de H
2(g)
.
c) Na pilha formada pela conexão adequada dos eletro-
dos de zinco e de prata ocorrerá oxidação no eletrodo 
de zinco e redução no eletrodo de prata.
d) A voltagem da pilha formada pela conexão adequada 
dos eletrodos de zinco e de prata será de +2,36 V.
e) Conectando-se os eletrodos de zinco e de prata de 
forma adequada, o fl uxo de elétrons pelo condutor 
metálico externo sairá do eletrodo de zinco e se dirigi-
rá para o eletrodo de prata.
 17. (Vunesp) Mergulha-se uma lâmina limpa de níquel em uma 
solução azul de sulfato de cobre. Observa-se que a lâmi-
na fi ca recoberta por um depósito escuro e que, passado 
algum tempo, a solução se torna verde. Explique o que 
ocorreu:
a) na lâmina de níquel; 
b) na solução.
 18. Dado o esquema da pilha: 
Pergunta-se: 
a) qual é o cátodo e o ânodo? 
b) equacione as semirreações de oxidação e redução. 
c) onde existe a maior concentração de massa na placa? 
d) quais os íons que irão passar pela parede porosa?
 19. (Uneb-BA) A equação a seguir representa uma reação re-
versível que ocorre na bateria de um carro. 
Pb + PbO
2
 + 2 H
2
SO
4
 w 2 PbSO
4
 + H
2
O
Assinale a alternativa correta. 
a) O chumbo metálico é reduzido durante a descarga. 
b) O número de oxidação do chumbo no dióxido de 
chumbo é +2. 
c) O sulfato de chumbo é um sal solúvel de chumbo. 
d) Durante a reação inversa, o chumbo sofre redução e 
oxidação. 
e) A equação apresentada não representa uma reação de 
oxirredução.
 20. (UFPI) Pilhas são dispositivos nos quais energia química é 
convertida em energia elétrica, por meio de oxirredução. 
Dada a série eletroquímica em ordem crescente de reativi-
dade como se segue: ouro, prata, cobre,hidrogênio, níquel, 
ferro, zinco e manganês, analise as afi rmativas a seguir.
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A
 I. Espécies químicas situadas antes do hidrogênio têm 
caráter anódico em relação as que o seguem.
 II. A maior diferença de potencial (ddp) na série é entre 
os elementos zinco e manganês.
 III. A energia química da pilha Zn-Ni é maior que a da 
pilha Zn-Fe.
Dentre as afi rmativas apresentadas, marque a opção correta:
a) Apenas I é verdadeira.
b) Apenas II é verdadeira.
c) I e II são verdadeiras.
d) II e III são verdadeiras.
e) Apenas III é verdadeira.
 21. (PUC-MG) Em uma pilha galvânica, um dos eletrodos é 
cobre imerso em uma solução de Cu2+ 1,0 mol/L, e o outro 
é chumbo imerso em uma solução 1,0 mol/L de íons Pb2+. 
Baseando-se nos potenciais de redução padrão, a afi rma-
tiva correta é:
Cobre: Cu2+ + 2 e– w Cu0 E0 = + 0,34 volt 
Chumbo: Pb2+ + 2 e– w Pb0 E0 = – 0,13 volt 
a) O chumbo cede elétrons ao cobre.
b) O eletrodo de chumbo funciona como o cátodo da 
pilha.
c) O eletrodo de cobre funciona como ânodo da pilha.
d) A representação da reação da pilha é Cu0/Cu2+//Pb2+/Pb0
e) A diferença de potencial da pilha é de +0,21 volt.
 22. (PUCC-SP) Baterias e pilhas usadas são, em geral, jogadas 
no lixo comum e, nas grandes cidades, acabam indo para 
aterros sanitários, onde causam problemas ambientais 
principalmente porque:
a) aceleram a decomposição do restante do lixo.
b) contém íons de metais pesados.
c) são fontes do gás metano.
d) contém ferro metálico.
e) se degradam antes dos materiais orgânicos.
 23. (UFF-RJ) Uma pilha galvânica padrão foi construída usan-
do-se, como eletrodos, um fi o de zinco metálico mergu-
lhado em solução contendo íons zinco II e um fi o de prata 
metálica mergulhado em solução contendo íons prata I. 
Considerando as semirreações: 
Zn2+
(aq.)
 + 2 e– w Zn0
(s)
 E0 = –0,76 V 
Ag+
(aq.)
 + e– w Ag0
(s)
 E0 = +0,80 V 
Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, o 
ânodo, o cátodo e o potencial-padrão da pilha. 
a) Zn; Ag; 0,04 V 
b) Ag; Zn; – 1,56 V 
c) Zn; Ag; 1,56 V 
d) Ag; Zn; 2,36 V 
e) Ag; Zn; – 2,32 V
 24. +Enem [H23] Considere as seguintes equações: 
Zn2+
(aq.)
 + 2 e– x Zn
(s)
Cu2+
(aq.)
 + 2 e– x Cu
(s)
A reação global da célula galvânica correspondente, gera-
dora de eletricidade, é: 
Zn
(s)
 + Cu2+
(aq.)
 x Zn2+
(aq.)
 + Cu
(s)
A partir disso, conclui-se que:
a) o fl uxo de elétrons se dá do zinco para o cobre.
b) o zinco possui maior potencial de redução do que o 
cobre.
c) o processo da célula galvânica é não espontâneo.
d) o cobre possui maior tendência de doar elétrons. 
e) ocorre deposição de zinco no cátodo.
 Vá em frente 
Acesse
<www.youtube.com/watch?v=-zVb1gPZLUs>. Acesso em: 13 abr. 2018.
Neste vídeo você poderá aprender como montar a notação resumida para as pilhas.
Autoavalia•‹o:
V‡ atŽ a p‡gina 103 e avalie seu desempenho neste cap’tulo.
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 ► Conceituar eletrólise.
 ► Diferenciar eletrólise ígnea 
e aquosa.
 ► Efetuar a previsão dos 
produtos formados em uma 
eletrólise.
Principais conceitos 
que você vai aprender:
 ► Eletrólise ígnea
 ► Eletrólise aquosa
 ► Prioridade de descarga
 ► Eletrodo inerte e ativo
 ► Refi no eletrolítico
 ► Lei de Faraday
52
OBJETIVOS
DO CAPÍTULO
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ck 
3
ELETRÓLISE
 Laudo confi rma vazamento de rejeitos 
de mineradora em Barcarena, no PA
Fotos feitas no município mostram uma 
alteração na cor da água do rio, que seria a 
lama vermelha, provocada pelo vazamento 
das barragens de rejeitos de bauxita e soda 
cáustica, na operação da fábrica.
O anúncio da confi rmação do vazamento 
foi feito pelo pesquisador em saúde pública 
do IEC, Marcelo de Oliveira Lima, contra-
riando a versão divulgada pela empresa, que 
negou a contaminação. “Foi constatado que 
houve vazamento das bacias de rejeitos da 
bauxita. Fotografamos os efl uentes invadindo 
a área ambiental”, afi rmou o pesquisador. [...]
Alto nível de chumbo
De acordo com o laudo do IEC, a análise das amostras também revela um nível alto de 
chumbo, que, com o consumo contínuo, pode gerar câncer.
“Essa contaminação é nociva às comunidades que utilizam os igarapés e rios em busca de 
alimento, com a pesca, e também para o lazer. Além disso, há a contaminação do meio am-
biente, como os seres vivos e plantas”, alerta o pesquisador. [...]
Disponível em: <https://g1.globo.com/pa/para/noticia/laudo-confi rma-vazamento-de-rejeitos-de-
mineradora-em-barcarena-no-pa.ghtml>. Acesso em: 1º maio 2018.
• Qual é a região brasileira que apresenta as maiores reservas de bauxita?
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A
Defi nição de eletrólise
A eletrólise é um processo eletroquímico que converte energia elétrica em energia 
química por meio de uma reação não espontânea de oxirredução. Esse processo pode ser 
usado para diversos fi ns, entre eles para a obtenção de substâncias que não existem na 
natureza ou ainda quando a quantidade existente na natureza não é sufi ciente para aten-
der à demanda industrial. Outra aplicação está associada ao processo de recobrimento de 
superfícies metálicas, com outro metal, como o “banho de ouro” ou a galvanização.
Observe esta aparelhagem:
Bateria
Cátodo
Âno
do
Solução azul de
sulfato de cobre II
Chave de latão
Tubo de
cobre
e–
e–
Béquer
Depois de alguns minutos de funcionamento da bateria, o processo da eletrólise – 
reação de oxirredução não espontânea, forçada a acontecer pela passagem de uma cor-
rente elétrica – fará com que a chave de latão receba uma cobertura de cobre metálico, 
fi cando mais bonita, mais resistente à corrosão e até mesmo mais valiosa.
Um exemplo de eletrólise é a do sal de cozinha, que, espontaneamente, jamais se 
transformaria em sódio metálico (Na0) e em gás cloro (Cl
2
). Em um processo eletrolítico, 
contudo, isso pode acontecer.
Com a eletrólise, é possível revestir quaisquer peças (metálicas ou não) com cobre 
(cobreação), zinco (zincagem), cromo (cromação), prata (prateação), ouro (douração), etc. 
Costuma-se chamar esse processo que produz um revestimento metálico de galvaniza-
ção. É também pela eletrólise que se obtêm muitos metais importantes a partir dos seus 
minérios, como o alumínio, que vem da bauxita.
Eletrólise ígnea
Vamos estudar a eletrólise ígnea do sal de cozinha, citada anteriormente. Toda eletró-
lise requer uma aparelhagem, como mostra a fi gura a seguir. 1
Líquido que será eletrolisado
Eletrodo geralmente inerte
(feito de grafite ou platina)
Gerador de
corrente 
contínua
Para que a eletrólise ocorra, o líquido contido na cuba eletrolítica deve ser condutor 
de corrente elétrica. Por isso, não se pode usar o NaCl, que é sólido, em temperatura am-
biente. O que se pode fazer é fundi-lo – nesse caso, tem-se a eletrólise ígnea.
A fusão do NaCl ocorre a 808 °C. Nessa temperatura, os íons Na+ e Cl– podem movimen-
tar-se livremente – uma vez que estão em estado líquido –, e a eletrólise pode acontecer. 1
A experiência inicia-se ligando um gerador de corrente contínua ou com o uso de pilhas, 
como as estudadas no capítulo anterior. O gerador fornecerá elétrons pelo seu polo negativo.
Esses elétrons, ao atingirem o eletrodo de platina (ou grafi te), defi nirão qual será o 
polo negativo da cuba eletrolítica. Esse polo, por ser negativo, atrairá os cátions – no caso, 
cátions Na+ – presentes no líquido que está sendo eletrolisado. Por essa razão, nas cubas ele-
trolíticas, o polo negativo é o cátodo. No cátodo da cuba eletrolítica, os cátions (Na+) presentes 
Muitas peças adquirem aspecto 
dourado devido ao processo de 
eletrólise.
Observação
1 Os eletrodos podem ser 
classifi cados em:
 ► Inertes: eletrodos que 
não participam da reação.Servem exclusivamente 
como condutores de energia 
elétrica. Exemplo: eletrodos 
de grafi te.
 ► Ativos: eletrodos que, além 
de conduzirem eletricidade, 
participam da reação, 
sofrendo oxidação ou 
redução.
Atenção
1 Enquanto as pilhas geram 
corrente elétrica, a eletrólise 
consome essa mesma corrente. 
Isso causa uma diferença na 
defi nição de “quem” será o 
cátodo e “quem” será o ânodo. 
Observe a seguir:
Polo 
positivo
Polo 
negativo
Pilha Cátodo Ânodo
Eletrólise Ânodo Cátodo
Além disso, podemos generalizar 
também:
Cátion sofre redução no cátodo.
Ânion sofre oxidação no ânodo.
 V
e
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 A
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g
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l/
S
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ck
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54 CAPÍTULO 3
no líquido que está sendo eletrolisado recebem elétrons – que estão em falta na composi-
ção desses íons – e sofrem redução.
Redução (no cátodo, polo negativo): Na+ + 1 e– w Na0
Enquanto isso, no polo positivo – que atrai os ânions (e, por isso, é chamado ânodo) – 
os íons cloreto (Cl–) liberam os elétrons (que estão sobrando na composição desses íons) 
e sofrem oxidação:
Oxidação (no ânodo, polo positivo): 2Cl– w Cl
2
 + 2 e–
Esses elétrons liberados no ânodo (polo positivo) voltam a fl uir pelo fi o metálico até 
atingirem o cátodo (polo negativo) do gerador, fechando o circuito. Portanto, têm-se uma 
corrente formada por elétrons no fi o metálico e uma corrente formada por íons no líquido 
eletrolisado. Observe o esquema a seguir, que indica o fl uxo de elétrons do processo rela-
tivo a uma pilha e uma cuba eletrolítica.
Cátodo
Polo
(redução)
Fluxo de elétrons
Ânodo
Polo 
(oxidação)
Cátodo, polo
(redução)
Pilha Cuba
eletrol’tica
Ânodo, polo
(oxidação)
e–
e– e–
Observe na fi gura que, tanto na pilha quanto na cuba eletrolítica, no 
cátodo sempre ocorre redução e no ânodo, oxidação.
De acordo com a terminologia química, dizemos que, na eletrólise ígnea do cloreto 
de sódio, o sódio metálico foi descarregado (depositado) no cátodo e o cloro gasoso foi 
descarregado (liberado) no ânodo. A equação global da eletrólise ígnea do NaCl será ob-
tida pela soma das equações que representam as descargas catódica e anódica, desde 
que o número de elétrons doados seja igual ao número de elétrons recebidos, condição 
fundamental dos processos de oxidação e redução.
l l
s w
s w
+
+
+Descarga catódica 2Na 2 e 2Na
Descarga anódica 2C 2 e C
– 0
– –
2
Equação global s 2Na+ + 2Cl– w 2Na0 + Cl
2
 ou 2NaCl w 2Na0 + Cl
2
Uma eletr—lise ’gnea extremamente importante
O alumínio tem uma grande relevância econômica e é encontrado em vários utensílios 
de cozinha, em latinhas de refrigerante, na construção civil, etc. As ligas desse metal são 
muito importantes na produção de automóveis, navios, aviões e foguetes.
É o terceiro elemento químico mais abundante do planeta, atrás apenas do oxigênio 
e do silício. No entanto, o alumínio não existe puro na natureza. Sua produção acontece a 
partir da eletrólise ígnea de seu principal minério: a bauxita (mistura rica em Al
2
O
3
).
Veja as reações da eletrólise do Al
2
O
3
:
Cátodo (redução): Al3+
(,)
 + 3 e– w Al0
(,)
Ânodo (oxidação): 2O2–
(,)
 w O
2(gasoso)
 + 4 e–
Acertando a quantidade de elétrons dosados e recebidos, temos:
+
+ +
+ +
+
+
l l
l l
l
Reação anódica polo (–) : 4A 12e 4A (foi multiplicada por 4)
Reação anódica polo ( ) : 6O 3O 12e (foi multiplicada por 3)
Reaçãoglobal 4A 6O 4A 3O
3 – 0
2–
2
–
3 2–
A O
0
2
2 3
w
w
s w
1 24 34
Assim, a equação global fi cará: 2Al
2
O
3(s)
 w 4AI0
(s)
 + 3O
2(g)
Defi nição
 Descarregar : tirar a carga.
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Q
U
ÍM
IC
A
Eletrólise aquosa
É possível eletrolisar uma solução aquosa com cloreto de sódio dissolvido (eletrólise 
aquosa). Porém, os produtos são diferentes daqueles formados pela eletrólise ígnea.
A eletrólise da solução aquosa de NaCl ocorre por causa da dissociação iônica do sal, 
que produz uma solução boa condutora de eletricidade:
NaCl
(s)
 
H O
2
 → Na+
(aq.)
 + Cl–
(aq.)
Surge, porém, uma nova situação: a presença das moléculas de água e de seus íons:
H
2
O
(,)
 � ⇀��↽ ���
H O
2 H+
(aq.)
 + OH–
(aq.)
A redução ocorrida no cátodo
A redução do cátion Na+ ou do H+ dependerá dos potenciais de redução dessas espé-
cies. O cátion Na+, por ter baixo potencial de redução (E0
red.
 = –2,71 V), não será reduzido. 
Portanto, quem se reduz é o cátion H+:
2H+
(aq.)
 + 2 e– w H
2(g)
 E0
red.
 = 0 V
Será possível perceber que há produção de bolhas de hidrogênio gasoso no cátodo, 
enquanto os cátions Na+ permanecem em solução.
Lembre-se de que, nas eletrólises, os íons envolvidos não precisam obrigatoriamente 
apresentar-se nas condições-padrão (concentração 1 mol/L e temperatura de 25 °C). Por 
isso, em vez de uma consulta à tabela de potenciais-padrão (que poderia nos induzir a 
alguns enganos), devemos usar outra tabela, determinada experimentalmente, que de-
monstra a descarga preferencial.
Observe:
Ordem decrescente de facilidade em sofrer descarga no cátodo (redução)
Cátions dos metais:
– do grupo 1 (alcalinos)
– do grupo 2 (alcalinoterrosos)
– alumínio
Os demais cátions metálicos
Exemplos: Zn2+, Pb2+, Fe2+,
Cu2+, Ag+, etc.
H
+
Espécies químicas com baixíssima
tendência a sofrer redução
Note que, no sentido da seta, diminui a tendência da espécie química a receber elétrons.
A oxidação ocorrida no ânodo
Por meio de um raciocínio análogo ao anterior, conclui-se que o ânion Cl– sofre oxi-
dação preferencial em relação ao OH–. Veja como funciona a prioridade de descarga no 
ânodo.
Ordem decrescente de facilidade em sofrer descarga no ânodo (oxidação)
Fluoretos (F–)
e todos os ânions oxigenados
Exemplos: sulfato (SO
4
2–), nitrato (NO–
3
),
carbonato (CO
3
2–), etc.
Ânions não oxigenados
Exemplos: cloreto (Cl–),
brometo (Br–), iodeto (I–),
etc.
OH–
Espécies químicas com baixíssima
tendência a sofrer oxidação
Note que, no sentido da seta, diminui a tendência da espécie química a doar elétrons.
Assim, a reação de oxidação na eletrólise da solução aquosa de cloreto de sódio é: 
2Cl–
(aq.)
 w Cl
2(g)
 + 2 e– 1
Observação
1 Os produtos da eletr—lise
Quando um cátion sofrer 
descarga no cátodo, a reação de 
redução sempre será: 
Mx+ + x e– w M0 ou, 
no caso do íon H+:
2H+
(aq.)
 + 2 e– w H
2(g)
Quando um ânion sofrer 
descarga no ânodo, será 
produzida a substância simples 
feita pelo mesmo elemento: 
2Y– w Y
2
 + 2e– ou, no caso do 
íon OH–:
2OH–
(aq.)
 w H
2
O
(,)
+ 
1
2
 O
2(g)
 + 2 e–
 
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56 CAPÍTULO 3
A equação global para a eletrólise da solução aquosa 
de NaCl
Cl
2(g)
 + 2 e–2Cl –
(aq.)
2H
+
(aq.)
 + 2 e
–
2NaOH
(aq.) 
 + H
2(g)
 + Cl
2(g)
Dissociação do sal: 2NaCl 2Na
+
(aq.)
 + 2Cl
–
w
Ionização da água: 2H
2
O 2H
+
(aq.)
 + 2OH
–
(aq.)
w
Redução (cátodo): H
2(g)
w
Oxidação (ânodo):
Permanece
dissociado
na solução
Liberado
no
cátodo
Liberado
no
ânodo
w
2NaCl + 2H
2
OEquação global: w
Três substâncias extremamente importantes são obtidas a partir dessa eletrólise: a 
soda cáustica (NaOH), o gás hidrogênio (H
2
) e o gás cloro (Cl
2
). 1
Eletrólise ígnea × eletrólise aquosa
Há uma diferença signifi cativa entre a eletrólise ígnea do cloreto de sódio e a eletróli-
se de sua solução aquosa. Os produtos obtidos não são exatamente os mesmos. O quadro 
a seguir explicita essas diferenças.
Cátodo w obtenção Ânodo w obtenção
Eletrólise ígnea do NaCl sódio metálico (Na0) Gás cloro (Cl
2
)
Eletrólise aquosa do NaCl gás hidrogênio (H
2
) Gás cloro (Cl
2
)
Com isso, conclui-se que, como o íon H+ tem preferência em ser descarregado no cáto-
do antes dos cátions dos metais dos grupos 1 e 2 e do alumínio, esses metais nunca pode-
rão ser obtidos por uma eletrólise aquosa, mas sempre por uma eletrólise ígnea.
Eletrólise aquosa da solução de iodeto de potássio (KI)
Uma das eletrólisesmais interessantes de serem visualizadas é a de solução aquosa 
de iodeto de potássio. Uma forma de se efetuar essa eletrólise e as alterações visuais que 
acontecerão durante seu funcionamento estão no equipamento a seguir.
Aparecimento
da cor rosa
Aparecimento
da cor azul
Bateria
e–
i
Redução
(cátodo)
Oxidação
(ânodo)
Solução aquosa de iodeto de 
potássio + fenolftaleína + solução de amido
Cuba para efetuar a eletrólise de solução aquosa de KI. Os eletrodos são inertes.
Para explicarmos as colorações rosa e azul, uma em cada polo da cuba eletrolítica, 
vamos analisar o que aconteceu no cátodo. Lembre-se de que há dois cátions competin-
do: K+ e H+. Consultando-se tabela com a prioridade de descarga, conclui-se que a redução 
será a do H+:
2H+
(aq.)
 + 2 e– w H
2(g)
Curiosidade
1 Utilidades de algumas 
subst‰ncias qu’micas
NaOH: o hidróxido de sódio, ou 
soda cáustica, é matéria-prima 
essencial para a produção de 
sabões. Está presente também 
na composição de produtos 
desentupidores de pia.
Gás hidrogênio: extremamente 
útil na transformação de óleos 
vegetais, como o de milho, e em 
margarina, quando participa de 
uma reação que leva seu nome 
(hidrogenação).
Gás cloro: é matéria-prima 
para a produção do íon 
hipoclorito (ClO–), agente ativo 
da água sanitária.
Observe a reação:
Cl
2(g)
 + 2NaOH
(aq.)
 w NaCl
(aq.)
 +
+ NaClO
(aq.)
+ H
2
O
(,)
Além disso, ao reagir com o 
gás hidrogênio, produz o ácido 
clorídrico. Os tubos de PVC 
também contam como uso do 
gás cloro na sua produção.
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Ao redor do cátodo, a concentração de H+ diminui, o que gera “sobra” de íons 
OH– em relação aos íons H+. Assim, a solução ao redor do polo negativo fica básica, e 
a fenolftaleína adquire coloração rosada. Para entender o que aconteceu no ânodo 
(polo positivo), é necessário saber que há dois íons competindo, I– e OH–. Consul-
tando a tabela com a prioridade de descarga no ânodo, conclui-se que a oxidação 
será a do I–:
2I–
(aq.)
 w I
2(aq.)
 + 2 e–
O iodo formado (I
2
) é o responsável pela coloração marrom-amarelada do polo po-
sitivo. A presença do iodo é confirmada pela adição de algumas gotas de amido e o 
subsequente surgimento de uma tonalidade azulada. A reação global do processo é 
a seguinte: 1
I
2(aq.)
 + 2 e
–
2I
–
(aq.)
2H
+
(aq.)
 + 2 e
–
2KOH
(aq.)
 + H
2(g)
 + I
2(aq.)
Dissociação do sal: 2KI 2K
+
(aq.)
 + 2I
–
(aq.)
w
Ionização da água: 2H
2
O 2H
+
(aq.) 
+ 2OH
–
(aq.)
w
Redução (cátodo): H
2(g)
w
Oxidação (ânodo): w
2KI + 2H
2
OEquação global:
Revestimento da chave de lat‹o com cobre
Conhecendo melhor os processos eletrolíticos, podemos entender exatamente o que 
aconteceu na experiência demonstrada no início deste capítulo: o revestimento de uma 
chave de latão com cobre metálico.
A formação do cobre metálico surge da reação de redução dos íons cobre II:
Cu2+
(aq.)
 + 2 e– w Cu0
(s)
Portanto, a chave deverá ser colocada no cátodo da cuba eletrolítica (lembre-se de 
que a redução é sempre um fenômeno catódico) no lugar dos eletrodos de platina ou 
grafi te que usamos até então. Isso signifi ca que a chave será o polo negativo. Os íons 
cobre II, reagentes da semirreação de redução, vêm de duas fontes: da solução azul de 
sulfato de cobre II dissolvida na água, presente na cuba, e da oxidação dos átomos de 
cobre metálico do tubo usado como ânodo. Esse é um caso chamado eletr—lise com 
eletrodos ativos.
O próprio cobre metálico sofre oxidação, pois, mesmo sendo um metal nobre, seu po-
tencial de oxidação ainda é superior ao dos ânions sulfato (SO
4
2–) ou hidróxido (OH–), que 
teoricamente também poderiam sofrer essa transformação no ânodo, mas apresentam 
tendências menores que a do cobre a oxidar-se. Essa oxidação fornece os íons cobre II, que 
serão reduzidos aos átomos de cobre que recobrirão a chave de latão.
Ânodo polo 
oxidação
Cu0 w Cu2+ + 2 e–
(tubo sofrerá corrosão)
Bateria
Cátodo polo 
redução
Cu2+ + 2 e– w Cu0
(chave receberá um
depósito de
cobre metálico)
Cátions movem-se em
direção ao cátodo
Cu0
Cu2+
Observação
1 Outra maneira de “enxergar” 
as descargas do H+ e do OH–
Por questões didáticas, costuma-
-se considerar a redução do 
íon H+ como aquela que 
acontece no cátodo. No 
entanto, por meio de uma 
visão química mais completa, 
podemos dizer que o que 
acontece é a redução da própria 
molécula da água, produzindo 
o gás hidrogênio. Isso pode ser 
comprovado pela adição de 
equações a seguir:
,
w
w
+
+
+
+
2H O 2 H 2OH
2 H 2 e H
2 ( ) (aq.) (aq.)
–
(aq.)
–
2(g)
2H
2
O
(,)
 + 2 e– wH
2(g)
 + 2OH–
(aq.)
 s
s Equação global
Presença de excesso de OH–, o 
meio fi ca básico ao redor do 
cátodo (polo negativo). Assim, 
fi ca evidente a formação do 
meio básico ao redor do polo 
negativo da eletrólise. Isso pode 
ser encarado como a redução 
da água. Isso também pode ser 
feito com relação à reação de 
oxidação do ânion OH–. Veja as 
equações que comprovam esse 
fato.
,
,
w
w
+
+ +
+2H O 2H 2 OH
2 OH 2 e
1
2
O H O
2 ( ) (aq.) (aq.)
–
(aq.)
– –
2(g) 2 ( )
 H
2
O
(,)
 w 2 e– + 
1
2
O
2(g)
 +2H+
(aq.)
 
Equação global
Presença de excesso de H+, o 
meio fi ca ácido ao redor do 
ânodo (polo positivo). Ou seja, 
nesse caso pode-se “enxergá-la” 
como uma oxidação da própria 
água.
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58 CAPÍTULO 3
Decifrando o enunciado Lendo o enunciado
Nesse caso, é uma eletrólise 
aquosa. Portanto, deve-se 
verifi car a prioridade de 
descarga.
O carbono representa os 
eletrodos desse processo. 
Portanto, não participam 
do processo de oxirredução; 
são apenas condutores de 
eletricidade.
O diafragma de amianto é 
para impedir o contato do gás 
cloro com o NaOH, fornecendo 
hipoclorito de sódio.
(Enem) 
A eletrólise é um processo não espontâneo de grande importância para a indústria quí-
mica. Uma de suas aplicações é a obtenção do gás cloro e do hidróxido de sódio, a partir 
de uma solução aquosa de cloreto de sódio. Nesse procedimento, utiliza-se uma célula 
eletroquímica, como ilustrado.
SHREVE, R. N.; BRINK JR., J. A. Indœstria de processos qu’micos. 
Rio de Janeiro: Guanabara Kroogan, 1997. (Adaptado.)
No processo eletrolítico ilustrado, o produto secundário obtido é o:
a) vapor de água.
b) oxigênio molecular.
c) hipoclorito de sódio.
d) hidrogênio molecular.
e) cloreto de hidrogênio.
Resolução
Resposta: D
NaCl
(s)
 w Na+
(aq.)
 + Cl–
(aq.)
 
Reação que ocorre no catodo: H
2
O
(,)
 + e– w 
1
2
H
2(g)
 + OH–
(aq.)
Reação que ocorre no anodo: Cl–
(aq.)
 w 
1
2
Cl
2(g)
 + e–
Equação global da reação eletrólise: NaCl
(aq.)
 + H
2
O
(,)
 w 
1
2
H
2(g)
 + 
1
2
Cl
2(g)
 + Na+
(aq.)
 + OH–
(aq.)
 
Portanto, o produto secundário citado no desenho é o gás hidrogênio: H
2(g)
R
e
p
ro
d
u
ç
ã
o
 /
 E
n
e
m
, 
2
0
1
7.
Atividades
 1. (Acafe-SC) Sobre a eletroquímica, julgue os itens a seguir.
 I. Em uma cuba eletrolítica, no cátodo (polo positivo) ocorrem reações de redução.
 II. A eletrólise ígnea do cloreto de sódio produz Na e Cl
2(g)
.
 III. Em uma pilha, no cátodo ocorrem reações de redução e no ânodo, reações de oxidação.
 IV. Em uma pilha, o sentido da corrente elétrica (i) é do ânodo para o cátodo.
Todas as afi rmações corretas estão nos itens:
a) III e IV. b) II e III. c) II, III e IV. d) I e II.
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 2. (Cefet-MG) O alumínio, com várias aplicações em nosso 
cotidiano, pode ser obtido pela eletrólise ígnea do óxido 
de alumínio fundido a 1 000 °C, usando-se eletrodos de 
grafi te.
Quando se fornece energia elétrica à célula eletrolítica:
a) os íons alumínio são oxidados.
b) o alumínio é produzido no ânodo.
c) a reação ocorre espontaneamente.
d) o gás oxigênio é formado no eletrodo positivo.
e) a energia química é transformada em elétrica.3. (FEI-SP) Na eletrólise de uma solução aquosa de hidróxido 
de sódio, libera(m)-se: 
a) oxigênio e sódio. 
b) óxido de sódio e hidrogênio. 
c) hidrogênio e oxigênio. 
d) hidrogênio e sódio. 
e) apenas hidrogênio.
 4. (UFG-GO) Por meio da eletrólise da água do mar, é pos-
sível obter três substâncias comercialmente importantes: 
o hidróxido de sódio (NaOH) e os gases hidrogênio (H
2
) 
e cloro (Cl
2
).Utilizando os seguintes materiais: uma cuba 
de vidro, dois eletrodos de platina, um fi o de cobre, uma 
bateria e solução aquosa de sal de cozinha, responda ao 
que se pede.
a) Faça um esquema do arranjo experimental que repre-
sente a eletrólise da solução aquosa de sal de cozinha.
b) Indique o cátodo, o ânodo e suas polaridades.
c) Indique qual é o gás produzido em cada eletrodo.
d) Escreva a equação que representa a reação da eletróli-
se da solução salina.
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60 CAPÍTULO 3
 5. (UFU-MG) No processo de galvanoplastia de um anel de 
alumínio com uma fi na camada de ouro, insere-se o mate-
rial em uma solução aquosa de Au(NO
3
)
3
 que possui uma 
placa de ouro ligada a um gerador.
(Dados: potencial-padrão de redução, E0 (25 °C, 1 atm, 
[íons] = 1 mol ⋅ L–1)
Semirreação de redução E0 (V)
Al3+ + 3 e– w Al Ð1,66
Au3+ + 3 e– w Au +1,50
Nessa reação de galvanoplastia:
a) a placa de ouro será o cátodo.
b) o anel deverá ser ligado ao polo negativo de um gera-
dor elétrico.
c) a solução eletrolítica será condutora de elétrons.
d) o potencial da cuba eletrolítica será de +3,16 V.
 6. (Fuvest-SP) Escreva as semirreações catódica, anódica e a 
equação global na eletrólise do cloreto de sódio fundido 
em cadinho de platina e com eletrodos de platina.
 7. (Fuvest-SP) Michael Faraday (1791-1867), eletroquímico 
cujo 2o centenário de nascimento se comemora este ano, 
comentou que “uma solução de iodeto de potássio e ami-
do é o mais admirável teste de ação eletroquímica” pelo 
aparecimento de uma coloração azul, quando da passa-
gem de corrente elétrica sobre o iodeto. 
a) Escreva a equação que representa a ação da corrente 
elétrica sobre o iodeto.
b) Em que polo surge a coloração azul? Justifi que sua 
resposta.
 8. +Enem [H23] Na indústria, a obtenção de lítio metálico e 
bromo gasoso é feita aplicando-se uma corrente elétrica 
no brometo de lítio, LiBr, no estado líquido. Esse processo 
necessita de uma quantidade imensa de energia, neces-
sária para a aplicação da corrente e a:
a) condensação do sal, em um processo conhecido como 
osmose.
b) fusão do sal, em um processo conhecido como eletrólise.
c) condensação, em um processo conhecido como hidrólise.
d) fusão do sal, em um processo conhecido como pirólise.
e) vaporização do sal, em um processo conhecido como 
corrosão.
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Complementares Tarefa proposta 1 a 12
 9. (UEL-PR) O alumínio é obtido industrialmente a partir da 
bauxita (Al
2
O
3
 ⋅ x H
2
O) por: 
a) redução eletrolítica. 
b) redução catalítica. 
c) oxidação anódica. 
d) redução com monóxido de carbono. 
e) redução com carvão mineral.
 10. (Ufop-MG) Um estudante resolveu folhear sua chave com 
prata, utilizando a seguinte montagem:
Ag+
(aq.)
Chave
Bateria
Nessa célula, a chave corresponde ao:
a) ânodo, que é o polo positivo.
b) ânodo, que é o polo negativo.
c) cátodo, que é o polo positivo.
d) cátodo, que é o polo negativo.
 11. (Unicamp-SP) O uso mais popular do cloreto de sódio é na 
cozinha, onde é utilizado para acrescentar sabor a uma infi -
nidade de alimentos e também como conservante e material 
de limpeza. É na indústria química, no entanto, que ele é mais 
consumido. São inúmeros os processos que fazem uso de pro-
dutos do processamento desse sal. O uso industrial do cloreto 
de sódio se dá principalmente no processo de obtenção de 
alguns importantes produtos de sua eletrólise em meio aquo-
so. Simplifi cadamente, esse processo é feito pela passagem 
de uma corrente elétrica em uma solução aquosa desse sal. 
Pode-se afi rmar que, a partir desse processo, seriam obtidos:
a) gás hidrogênio, gás oxigênio e ácido clorídrico.
b) gás hidrogênio, gás cloro e ácido clorídrico.
c) gás hidrogênio, gás cloro e hidróxido de sódio em solução.
d) gás hidrogênio, gás oxigênio e hidróxido de sódio em 
solução.
 12. (Vunesp) Uma solução aquosa de CuCl
2
 é submetida a uma 
eletrólise, utilizando-se eletrodos de platina. A afi rmação 
correta é: 
a) No cátodo ocorre redução do íon Cu2+. 
b) No ânodo ocorre oxidação do íon Cu2+. 
c) No cátodo ocorre formação de cloro gasoso. 
d) Parte do ânodo de platina se dissolve formando Pt2+. 
e) Os produtos desta eletrólise seriam diferentes se a ele-
trólise do CuCl
2
 fosse ígnea (fusão).
A estequiometria e a eletr—lise
No início do século XX, o físico estadunidense Robert Millikan determinou que a carga 
elétrica de um elétron equivale a aproximadamente 1,6 ⋅ 10–19 C. Portanto, podemos calcu-
lar a carga, em coulombs, correspondente a 1 mol de elétrons. Veja:
1 mol de e– ——— 6 ⋅ 1023 e– ——— x C s x = 9,6 ⋅ 104 C = 96 500 C
1 mol de elétrons “carrega” uma quantidade de carga correspondente a 96 500 C. Essa 
quantidade é conhecida por constante de Faraday, isto é, 1 faraday (F) = 96 500 C/mol =
= carga elétrica “carregada” por 1 mol de elétrons.
Para calcular a massa de cobre que foi depositada sobre a superfície da chave na sua 
galvanização (na experiência citada no início deste capítulo), analise a reação responsável 
pela deposição de cobre sobre a chave: Cu2+
(aq.)
 + 2 e– w Cu0
(s)
Conclui-se que, quando 2 mol de elétrons são fornecidos pelo gerador elétrico, há for-
mação de 1 mol de cobre metálico, isto é, 63,5 g (massa molar do cobre).
Portanto, se descobrirmos quantos mols de elétrons foram fornecidos pelo gerador 
durante a eletrólise, uma simples proporção direta resolve o problema. Sendo assim, bas-
ta saber qual a corrente elétrica fornecida pelo gerador e qual a duração da eletrólise.
Sabemos, pelo estudo da Física, que a intensidade da corrente elétrica (i) é determina-
da pelo quociente entre a quantidade de carga fornecida (Q) e o tempo decorrido (∆t), em 
segundos. Assim, matematicamente, temos: i = 
∆
Q
t
 ou Q = i ⋅ ∆t
A unidade mais usada para a medida da corrente elétrica é o ampère (A), que corres-
ponde à quantidade de carga, em coulomb (C), fornecida pelo gerador a cada segundo. 
Se na eletrodeposição de cobre sobre a chave de latão a corrente elétrica foi de 3,86 A e 
durou 13 minutos e 20 segundos (800 segundos), temos: Q = 3,86 ⋅ 800 = 3 088 C
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62 CAPÍTULO 3
O problema está praticamente resolvido. Observe:
Cu2+
(aq.)
 + 2 e– w Cu0
(s)
Pela equação dada, conclui-se que a cada 2 mol de elétrons, isto é, 2 ⋅ 96 500 C, forneci-
dos pelo gerador, forma-se 1 mol de cobre (63,5 g). Como já sabemos a carga fornecida pelo 
gerador durante nossa eletrólise, temos:
2 ⋅ 96 500 C ——— 63,5 g de cobre metálico
 3 088 C ——— massa de cobre (?)
Massa de cobre = 1,016 g
Conclui-se que a chave foi revestida de uma película de 1,016 g de cobre metálico.
Desenvolva
 H5 Dimensionar circuitos ou dispositivos elŽtricos de uso cotidiano.
(Fuvest-SP) Um estudante realizou um experimento para verificar a influência do arranjo de células eletroquímicas 
em um circuito elétrico. Para isso, preparou 3 células idênticas, cada uma contendo solução de sulfato de cobre (II) 
e dois eletrodos de cobre, de modo que houvesse corrosão em um eletrodo e deposição de cobre em outro. 
Em seguida, montou, sucessivamente, dois circuitos diferentes, conforme os Arranjos 1 e 2 ilustrados. O estudante 
utilizou uma fonte de tensão (F) e um amperímetro (A), o qual mediu uma corrente constante de 60 mA em ambos 
os casos.
a) Considere que a fonte foi mantida ligada, nos arranjos 1 e 2, por um mesmo período de tempo. Em qual dos arranjos 
o estudante observarámaior massa nos eletrodos em que ocorre deposição? Justifi que.
b) Em um outro experimento, o estudante utilizou apenas uma célula eletroquímica, contendo 2 eletrodos cilíndricos de 
cobre, de 12,7 g cada um, e uma corrente constante de 60 mA. Considerando que os eletrodos estão 50% submersos, 
por quanto tempo o estudante pode deixar a célula ligada antes que toda a parte submersa do eletrodo que sofre cor-
rosão seja consumida?
 Note e adote:
 Considere as três células eletroquímicas como resistores com resistências iguais.
 Massa molar do cobre: 63,5 g/mol
 1 A = 1 C/s
 Carga elétrica de 1 mol de elétrons: 96 500 C
 
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63
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IC
A
Eletrólise com cubas em série
Quando duas ou mais cubas estiverem ligadas em série, o tempo e o número de elé-
trons que circulam em cada cuba são iguais; logo, a quantidade de carga que passa em 
cada cuba também é igual.
O processo de refi no eletrolítico do cobre
Depois de o cobre ser obtido de seus minérios (os principais são óxidos como a cupri-
ta – Cu
2
O –, carbonatos como a azurita – 2CuCO
3
 ⋅ Cu(OH)
2
 –, sulfetos como a calcopi-
rita – CuFeS
2
 – e malaquita – CuCO
3
 ⋅ Cu(OH)
2
 –, podendo também ser encontrado, em 
pequenas quantidades, em sua forma metálica em alguns locais do planeta), ele passa 
por processos de separação primários, como a fusão e a lixiviação, para posteriormente 
sofrer eletrólise para remover as impurezas (de 1% a 5%), que podem inviabilizar seu uso 
como condutor elétrico.
Após a purifi cação, o grau de pureza passa a ser da ordem de 99,95%, e esse cobre pas-
sa a ser chamado de cobre eletrolítico.
A eletrólise é feita a partir de uma solução aquosa de sulfato de cobre, empregando-se 
como ânodo (polo positivo) cobre (impuro) e como cátodo (polo negativo) um pequeno 
pedaço de cobre puro, que nesse caso é um eletrodo ativo.
As impurezas do cobre impuro são prata, ouro e platina, todos na forma metálica (es-
ses metais são chamados de nobres por causa de seu alto potencial de redução – somente 
em condições específi cas podem sofrer oxidação), não se oxidam no ânodo e se deposi-
tam formando a “lama anódica”.
Se outros metais fi zerem parte das impurezas, eles terão menor potencial de redução 
que o do cobre; logo, oxidarão no ânodo e permanecerão em solução, porque não têm 
potencial de redução sufi ciente para se reduzirem no cátodo.
Veja os esquemas a seguir.
Solução de
CuSO
4(aq.)
Cobre impuro Cobre puro
Cu2+
(aq.)
Situação inicial
Situação final
Cu2+ + 2 e– w Cu0Cu0 w Cu2+ + 2 e–
Oxidação w ânodo
Polo negativo
Redução w cátodo
Polo positivo
Cobre impuro Cobre puro
Cu2+
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64 CAPÍTULO 3
Contextualize
Os metais valiosos contidos em seu smartphone – e por que ele pode 
se tornar um problema ambiental
Um iPhone incrustado com diamantes pode custar milhões de dólares. Mas se isso está bem além de seu poder aquisitivo, não 
fi que aborrecido. Afi nal, todo smartphone contém metais preciosos – entre eles ouro, prata e platina. 
[...]
Um iPhone, por exemplo, pode conter 0,034 g de ouro, 0,34 g de prata, 0,015 g de paládio e menos de um miligrama de platina. 
E também contém metais mais mundanos, mas também signifi cativos, como o alumínio (25 g) e cobre (15 g).
E isso é apenas o começo: os smartphones contêm ainda uma série de elementos conhecidos como terras-raras (abundantes na 
crosta terrestre, mas de extração extremamente difícil e cara), como lantânio, térbio, neodímio, gadolínio e praseodímio.
Isso sem falar no plástico, vidro, a bateria... É uma longa lista de ingredientes. [...]
 
Riscos ˆ saœde
[...]
Trata-se, literalmente, de uma mina de ouro em armários, caixas e lixões. Em uma era de discussões sobre “picos” no uso de 
uma série de recursos naturais, faz senso em termos econômicos e ambientais evitar o desperdício desses materiais.
O desafi o é como recuperá-los de maneira segura e economicamente viável. 
[...]
O ideal é que parássemos de trocar de telefone mais rápido do que nossas roupas íntimas. Mas já que isso não parece muito 
viável do ponto de vista comercial, então é melhor encontrarmos outra solução. [...]
Disponível em: <www.bbc.com/portuguese/vert-fut-38092622>. Acesso em: 13 abr. 2018.
Após leitura do texto, responda aos itens a seguir.
a) Qual é o dano ambiental provocado pelo descarte inadequado do lixo eletrônico no ambiente?
b) Leia com atenção e discuta a seguinte frase: “A China é um dos países que mais importa lixo eletrônico, por isso deve 
ser usada como um exemplo para os demais países.”.
Atividades
 13. (FEI-SP) Pela lei de Faraday, a massa de ouro produzida, em gramas, a partir da reação submetida a uma carga elétrica total 
de 289 500 C, é de:
(Dados: Au = 197; 1 F = 96 500 C/mol; Au3+ +3 e– w Au)
a) 394 b) 591 c) 65,7 d) 197 e) 985
A
n
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Z
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Q
U
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IC
A
 14. (UFPI) Há uma grande demanda por hidrogênio na indús-
tria, especialmente para a produção de amônia. A fonte 
mais comum de hidrogênio é a água, da qual ele pode ser 
obtido por eletrólise. A quantidade de carga, em Faraday 
(F), necessária para eletrólise completa de 36 g de água é:
a) 0,5 F
b) 1 F
c) 3 F
d) 4 F
e) 8 F
 15. (Enem) A eletrólise é muito empregada na indústria com 
o objetivo de reaproveitar parte dos metais sucateados. 
O cobre, por exemplo, é um dos metais com maior ren-
dimento no processo de eletrólise, com uma recuperação 
de aproximadamente 99,9%. Por ser um metal de alto 
valor comercial e de múltiplas aplicações, sua recuperação 
torna-se viável economicamente. Suponha que, em um 
processo de recuperação de cobre puro, tenha-se eletroli-
sado uma solução de sulfato de cobre II (CuSO
4
) durante 
3 horas, empregando-se uma corrente elétrica de inten-
sidade igual a 10 A. A massa de cobre puro recuperada é 
de aproximadamente:
(Dados: constante de Faraday (F) = 96 500 C/mol; massa 
molar em g/mol: Cu = 63,5)
a) 0,02 g
b) 0,04 g
c) 2,40 g
d) 35,5 g
e) 71,0 g
 16. (UFRGS-RS) A obtenção de metais puros por eletrode-
posição é uma das aplicações práticas da eletroquímica. 
A eletrodeposição pode ser entendida como uma reação 
entre elétrons e íons. Sabendo-se que um mol de elétrons 
tem a carga de 96 500 C (constante de Faraday), a massa 
de alumínio que será depositada a partir de uma solução 
de Al
2
(SO
4
)
3
 por uma corrente de 1,0 A fl uindo durante 
3 horas é de aproximadamente:
a) 1,0 g
b) 2,0 g
c) 3,0 g
d) 9,0 g
e) 27,0 g
 17. (FEI-SP) Duas cubas eletrolíticas dotadas de eletrodos iner-
tes, ligadas em série, contêm, respectivamente, solução 
aquosa de AgNO
3
 e solução aquosa de Kl. Certa quantida-
de de eletricidade acarreta a deposição de 108 g de prata 
na primeira cuba. Em relação às quantidades e à natureza 
das substâncias liberadas, respectivamente, no cátodo e no 
ânodo da segunda cuba, pode-se dizer (massas atômicas (u): 
H = 1; O = 16; K = 39; Ag = 108; I = 127): 
a) 39 g de K e 8 g de O
2
b) 11,2 L (CNTP) H
2
 e 127 g de I
2
c) 11,2 L (CNTP) H
2
 e 5,6 g de O
2
d) 39 g de K e 127 g de I
2
e) 1 g de H
2
 e 254 g de I
2
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66 CAPÍTULO 3
 18. (UEL-PR) A carga elétrica necessária para transformar, por 
eletrólise, 2 mols de íons Cu2+ em cobre metálico é igual a: 
a) 1 Faraday.
b) 2 Faradays.
c) 3 Faradays.
d) 4 Faradays.
e) 5 Faradays.
 19. (UFES-ES) A quantidade de metal depositado pela passa-
gem de 0,4 Faraday através de uma solução de um sal de 
zinco é igual a: 
(Dado: Zn = 65) 
a) 13 g 
b) 43 g 
c) 74 g 
d) 26 g 
e) 3,6 g
 20. +Enem [H24] Foi realizado um processo de deposição 
de prata sobre uma bijuteria de um metal menos nobre 
a fi m de aumentaro seu valor comercial. Nesse processo, 
a bijuteria foi imersa em solução aquosa de nitrato de 
prata (AgNO
3
), e circulou no sistema uma corrente com 
intensidade de 4,60 A durante 7 minutos. A massa de Ag 
depositada sobre a bijuteria, nesse caso, é:
Dados: 
• 1 F (carga de 1 mol de elétrons) = 96 500 C 
• Massa atômica da prata = 108 u
a) 1,08 g.
b) 2,16 g.
c) 4,32 g.
d) 8,64 g.
e) mais de 10 g.
Complementares Tarefa proposta 13 a 24
 21. (FCC-SP) Admita que o cátodo de uma pilha A seja uma 
barra de chumbo mergulhada em solução de Pb(NO
3
)
2
. 
Quando o aumento de massa for de 2,07 g, isso signifi ca 
que circulou pelo fi o:
(Dado Pb = 207 u) 
a) 0,01 mol de elétrons.
b) 0,02 mol de elétrons.
c) 0,03 mol de elétrons.
d) 0,04 mol de elétrons.
e) 0,05 mol de elétrons.
 22. (UPM-SP) Utilizando eletrodos inertes, foram submetidas 
a uma eletrólise aquosa em série duas soluções aquosas 
de nitrato, uma de níquel (II) e outra de um metal Z, cuja 
carga catiônica é desconhecida. Após 1 hora, 20 minutos 
e 25 segundos, utilizando uma corrente de 10 A, foram 
obtidos 14,500 g de níquel (II) e 25,875 g do metal Z.
De acordo com essas informações, é correto afi rmar que 
a carga iônica do elemento químico Z é igual a:
(Dados: massas molares (g/mol) Ni = 58 e Z = 207;1 Fara-
day = 96 500 C)
a) +1
b) +2
c) +3
d) +4
e) +5
 23. (Unimep-SP) 19 300 C são utilizados na eletrólise do clo-
reto de sódio fundido. A massa de sódio produzida será 
igual a: 
(Dados: 1 F = 96 500 C; massa atômica: Na = 23 u; 
Cl = 35,5 u) 
a) 1,15 g 
b) 2,30 g 
c) 3,60 g 
d) 4,60 g 
e) 5,20 g
 24. (Fuvest-SP) Alumínio é produzido pela eletrólise de Al
2
O
3
 
fundido. Uma usina opera com 300 cubas eletrolíticas e 
corrente de 1,1 ⋅ 105 ampères em cada uma delas. A massa 
de alumínio, em toneladas, produzida em um ano é de 
aproximadamente:
(Dados: 1 ano = 3,2 ⋅ 107 segundos; carga elétrica ne-
cessária para neutralizar um mol de íons monovalentes =
= 9,6 ⋅ 104 coulombs/mol; massa molar do Al: 27 g/mol)
a) 1,0 ⋅ 105
b) 2,0 ⋅ 105
c) 3,0 ⋅ 105
d) 1,0 ⋅ 108
e) 2,0 ⋅ 108
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IC
A
Tarefa proposta
 6. (Vunesp) O íon magnésio está presente na água do mar em 
quantidade apreciável. O íon Mg2+ é precipitado da água do 
mar como hidróxido, que é convertido a cloreto por trata-
mento com ácido clorídrico. Após a evaporação da água, o 
cloreto de magnésio é fundido e submetido à eletrólise.
a) Escreva as equações de todas as reações que ocorrem.
b) Quais os produtos da eletrólise e seus estados físicos à 
temperatura ambiente?
 7. (UFMG) O sódio é obtido pela eletrólise de cloreto de sódio 
fundido segundo a equação:
2NaCl
(,)
 w 2Na
(s)
 + Cl
2(g)
Para abaixar o elevado ponto de fusão do cloreto de só-
dio, adiciona-se cloreto de cálcio, que é eletrolisado si-
multaneamente segundo a equação:
CaCl
2(,)
 w Ca
(s)
 + Cl
2(g)
Em relação a esse processo, todas as alternativas estão 
corretas, exceto:
a) A produção de um mol cloro requer um mol de elétrons.
b) A redução do íon sódio é um processo endotérmico.
c) O cloro é obtido no ânodo.
d) O estado de oxidação do cálcio varia na eletrólise.
e) Uma mistura de cálcio e sódio é obtida no cátodo.
 8. (PUCC-SP) Se, na aula sobre eletrólise, um aluno tiver de 
exemplifi car um produto que é, industrialmente, obtido 
por tal processo, poderá citar:
 I. a soda cáustica;
 II. o ferro;
 III. o alumínio.
Desses exemplos, somente:
a) I é correto.
b) II é correto.
c) III é correto.
d) I e III são corretos.
e) II e III são corretos.
 9. (Unifenas-MG) Na eletrólise de uma solução aquosa de 
cloreto férrico, obtém-se no ânodo um produto que apre-
senta a característica de:
a) ser um gás imiscível com o ar.
b) ser um metal bastante utilizado na metalurgia.
c) ser um metal que reage com o oxigênio do ar, forman-
do a ferrugem.
d) ser um gás combustível.
e) ser um gás esverdeado e irritante.
 10. (PUC-SP) A reação de eletrólise de brometo de potássio, 
em solução aquosa diluída, feita com eletrodos inertes e 
separados entre si, é:
a) 2KBr w 2K + Br
2
b) 2H
2
O w 2H
2
 + O
2
c) KBr + H
2
O w KOH + HBr 
d) 2KBr + 2H
2
O w 2KOH + H
2
 + Br
2
e) 4KBr + 2H
2
O w 4K + 4HBr
2 
+ O
2
 1. (UEPG-PR) Com relação às células eletrolíticas, assinale o 
que for correto.
(01) Em uma célula eletrolítica, a corrente elétrica de 
uma fonte externa pode ser utilizada para que uma 
reação não espontânea ocorra.
(02) Em uma célula eletrolítica, a oxidação ocorre no 
ânodo.
(04) Uma solução eletrolítica possui apenas cátions dis-
solvidos.
(08) Na célula eletrolítica, os ânions migram do cátodo 
para o ânodo.
(16) O ânodo na célula eletrolítica constitui o eletrodo 
positivo, enquanto o cátodo é o eletrodo negativo.
Dê a soma dos números dos itens corretos.
 2. (Ufscar-SP) Escreva equações químicas balanceadas para 
os seguintes casos: 
a) I. Reação de lítio metálico com cloro gasoso 
 II. Queima de enxofre ao ar 
b) I. Eletrólise de iodeto de potássio fundido 
 II. Reação de óxido de cobre (II) com ácido sulfúrico
 3. (UFRGS-RS) Na eletrólise de nitrato de ferro II, em solução 
aquosa, ocorre:
a) redução no polo negativo, com formação de ferro me-
tálico.
b) oxidação no polo negativo, com liberação de gás oxi-
gênio.
c) redução no polo positivo, com liberação de gás 
oxigênio.
d) oxidação no polo positivo, com formação de gás NO
2
.
e) redução no polo negativo, com formação de gás hi-
drogênio.
 4. (PUC-RJ) A eletrólise é um fenômeno que pode ser defi nido 
como sendo reação de:
a) oxirredução.
b) dupla-troca.
c) precipitação eletrolítica.
d) volatização catódica e anódica.
e) deslocamento.
 5. (Cefet-MG) Para revestir com prata um objeto metálico a 
partir de um processo eletrolítico:
a) a prata metálica deve ser o cátodo e o objeto, o 
ânodo.
b) os dois eletrodos devem estar em compartimentos se-
parados.
c) o ânodo deve ser ligado ao polo positivo do gerador 
de corrente.
d) o elemento prata estará, no eletrólito, no seu estado 
reduzido.
e) a ddp gerada pela fonte externa é menor que a produ-
zida pela reação inversa.
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68 CAPÍTULO 3
 11. +Enem [H22] Para escolher a matéria prima para a pro-
dução de sódio metálico (Na0), foram apresentadas três 
opções ao engenheiro químico:
 I. cloreto de sódio fundido
 II. solução aquosa de cloreto de sódio
 III. hidróxido de sódio fundido
Entre as opções fornecidas, o engenheiro eliminou aque-
la(s) que não seria(m) capaz(es) de fornecer sódio pelo 
processo de eletrólise. Assim, a(s) opção(ões) eliminada(s):
a) foi apenas a I.
b) foi apenas a II.
c) foi apenas a III.
d) foram apenas a I e a II.
e) foram apenas a II e a III.
 12. (Fuvest-SP) As etapas fi nais de obtenção do cobre a partir 
da calcosita, Cu
2
S, são sequencialmente:
 I. ustulação (aquecimento ao ar);
 II. refi nação eletrolítica (esquema a seguir).
CuSO
4(aq.)
Cobre
impuro
Cobre
puro
Chave
Bateria
a) Escreva a equação da ustulação da calcosita. 
b) Descreva o processo da refi nação eletrolítica, mostran-
do o que ocorre em cada um dos polos ao se fechar o 
circuito.
c) Indique, no esquema dado, o sentido do movimento 
dos elétrons no circuito e o sentido do movimento dos 
íons na solução, durante o processo de eletrólise.
 13. (ITA-SP) Uma cuba eletrolítica com eletrodos de cobre e 
contendo solução aquosa de Cu(NO
3
)
2
 é ligada em série 
a outra provida de eletrodos de prata e contendo solução 
aquosa de AgNO
3
. Este conjunto de cubas em série é liga-
do a uma fonte durante certo intervalo de tempo. Nesse 
intervalo de tempo, um dos eletrodos de cobre teve um 
incremento de massa de 0,64 g. O incremento de massa 
em um dos eletrodos da outra célula deve ter sido de:
(Massas molares (g/mol): Cu = 64; Ag = 108) 
a) 0,32 g
b) 0,54 g
c) 0,64 g
d) 1,08 g
e) 2,16 g
 14. (UFRGS-RS) A quantidadede eletricidade, expressa em 
faradays, necessária para eletrodepositar 28 g de Fe2+ é 
igual a:
(Dado: Fe = 55,8 u)
a) 1
b) 2
c) 22,4
d) 28
e) 56
 15. (FEI-SP) Para a obtenção de sódio metálico (Na) a partir de 
NaCl, faz-se a eletrólise de uma solução aquosa desse sal. 
Qual a carga elétrica (em C) necessária para a obtenção 
de 230 g de Na?
(Dados: Na = 23; 1 F = 96 500 C/mol; NaCl w Na+ + 
1
2
Cl
2
)
a) 42 000
b) 32 000
c) 48 250
d) 96 500
e) 965 000
 16. (UFMG) Na eletrólise (eletrodos inertes), em série de solu-
ções aquosas de Hg(NO
3
)
2
 e CuSO
4
, foram formados 50 g 
de mercúrio metálico no cátodo da primeira cuba. A massa 
de cobre depositada na segunda cuba é:
(Dados: Hg = 200 u; Cu = 64 u) 
a) 128 g 
b) 64 g 
c) 32 g 
d) 16 g 
e) 8 g
 17. (Unicid-SP) Em uma eletrólise de solução aquosa de cloreto 
de ouro (III), realizada durante 100 minutos sob corrente 
elétrica de 500 mA, foram depositados no cátodo 1,97 g 
de ouro metálico. O valor da constante de Faraday, em 
C/mol, calculada a partir desses dados é:
a) 90 000
b) 110 000
c) 120 000
d) 100 000
e) 80 000
 18. (Unicamp-SP) A galvanoplastia consiste em revestir um metal 
por outro a fi m de protegê-lo contra a corrosão ou melhorar 
sua aparência. O estanho, por exemplo, é utilizado como re-
vestimento do aço empregado em embalagens de alimentos. 
Na galvanoplastia, a espessura da camada pode ser controla-
da com a corrente elétrica e o tempo empregados. A fi gura 
abaixo é uma representação esquemática desse processo.
Considerando a aplicação de uma corrente constante 
com intensidade igual a 9, 65 · 10–3 A, a massa depositada 
de estanho após 1 min 40 s será de, aproximadamente:
(Dados: 1 mol de elétrons corresponde a uma carga de 
96 500 C; Sn: 119 g · mol–1)
a) 0,6 mg e ocorre, no processo, a transformação de 
energia química em energia elétrica.
b) 0,6 mg e ocorre, no processo, a transformação de 
energia elétrica em energia química.
c) 1,2 mg e ocorre, no processo, a transformação de 
energia elétrica em energia química.
d) 1,2 mg e ocorre, no processo, a transformação de 
energia química em energia elétrica.
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 19. (Faap-SP) Uma peça de ferro constitui o cátodo de uma 
célula eletrolítica, que contém uma solução aquosa de íons 
níquel (Ni2+). Para niquelar a peça, faz-se passar pela célula 
uma corrente de 19,3 A. Calcule o tempo, em segundos, 
necessário para que seja depositada, na peça, uma camada 
de níquel de massa 0,59 g. 
(Dado: Ni = 59 g/mol)
 20. (Vunesp) No laboratório, foi feita a montagem esque-
matizada na fi gura, utilizando-se placas de cromo e de 
cobalto, dois eletrodos inertes, uma chave interruptora e 
uma bateria. Os dois recipientes contêm, respectivamente, 
soluções aquosas de sais de cromo e de cobalto.
Chave
Solução de CrCl
3
Solução de CoCl
n
Cr Co
O circuito foi ligado durante certo tempo, após o qual se 
verifi caram aumentos de massa de 0,3467 g na placa de 
cromo e de 0,5906 g na placa de cobalto. Com base nes-
ses resultados, um estudante fez as seguintes afi rmações:
a) A carga de cobalto em seu sal é igual a +2.
b) Considerando-se a efi ciência do processo igual a 
100%, pode-se calcular que circulou uma carga igual 
a 1 930 coulombs pela montagem.
(Dados: 1 faraday = 96 500 coulombs/mol; massas mola-
res, em g/mol: Cr = 52, Co = 59)
Com base nos dados fornecidos, discuta e justifi que se as 
afi rmações do estudante são verdadeiras ou falsas.
 21. (Unimontes-MG) Em três células eletrolíticas operando nas 
mesmas condições durante o período de 1 dia (86 400 s), 
com uma corrente de 1 000 A, obtiveram-se os metais alu-
mínio, cobre e prata a partir dos compostos AgCl, CuCl
2
, 
AlCl
3
 e NiCl
2
. A maior massa produzida foi de:
a) Al
b) Ag
c) Ni
d) Cu
 22. (UFSE) Numa célula eletrolítica contendo solução aquosa 
de nitrato de prata fl ui uma corrente elétrica de 5,0 A 
durante 9 650 s. Nessa experiência, quantos gramas de 
prata metálica são obtidos?
(Ag = 108 u)
a) 108
b) 100
c) 54,0
d) 50,0
e) 10,0
 23. (ITA-SP) Uma fonte de corrente contínua fornece corrente 
elétrica a um sistema composto por duas células eletrolí-
ticas, ligadas em série através de um fi o condutor. Cada 
célula é dotada de eletrodos inertes. Uma das células con-
tém somente uma solução aquosa 0,3 molar de NiSO
4
 e 
a outra, apenas uma solução aquosa 0,2 molar de AuCl
3
. 
Se durante todo o período da eletrólise as únicas reações 
que ocorrem nos cátodos são as deposições dos metais, 
qual das opções corresponde ao valor da relação: massa 
de níquel depositado/massa de ouro depositado? 
(Dados: Ni = 59 u, Au = 197 u) 
a) 0,19 
b) 0,45 
c) 1,0 
d) 2,2 
e) 5,0
 24. +Enem [H25] Com o objetivo de produzir pelo menos 2 g 
de gás cloro, um engenheiro de produção sugeriu que se 
passasse uma corrente elétrica de 1 ampère durante duas 
horas em uma solução aquosa de NaCl.
Dados: 
• Massas atômicas: H = 1 u; O = 16 u; Na = 23 u; 
Cl = 35,5 u
• 1 Faraday = 96 500 C
Aplicando o processo sugerido:
a) foi possível produzir exatamente 2,0 g de gás cloro.
b) foi possível produzir a quantidade sufi ciente, com ex-
cesso de 0,68 g.
c) foi possível produzir a quantidade sufi ciente, com ex-
cesso de 1,30 g.
d) não foi possível produzir a quantidade sufi ciente, fal-
tando 0,68 g.
e) não foi possível produzir a quantidade sufi ciente, fal-
tando 0,34 g.
 Vá em frente 
Assista 
<https://sites.google.com/site/tecnologiaprocessometalurgico/fundicao-i/2-fornos/9-f-especiais>. Acesso em: 23 mar. 2018.
Neste vídeo você verá como funciona um forno industrial para produção de alumínio. 
Autoavalia•‹o:
V‡ atŽ a p‡gina 103 e avalie seu desempenho neste cap’tulo.
Et_EM_2_Cad8_Qui_c03_52a69.indd 69 9/19/18 8:12 AM
 ► Descrever como são e as 
principais características das 
radiações naturais.
 ► Avaliar como é a cinética das 
desintegrações radioativas.
 ► Diferenciar processos de 
fi ssão e fusão nucleares.
Principais conceitos 
que você vai aprender:
 ► Radiação alfa, beta e gama
 ► Tempo de meia-vida
 ► Transmutação nuclear
 ► Fusão nuclear
 ► Fissão nuclear
 ► Nas páginas 84 e 85, 
acompanhe o infográfi co 
que projetamos sobre a 
criação do Universo.
70
OBJETIVOS
DO CAPÍTULO
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atakorn/S
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ck 
4
RADIOATIVIDADE
Por que todo mundo está falando desse reator 
de fusão nuclear alemão?
Demorou 19 anos, mas fi cou pronto. No mês passado foi anunciado que a construção do 
reator de fusão nuclear Wendelstein 7-X (pode chamar de W7-X) fi nalmente foi concluída. 
O anúncio estava sendo muito aguardado, pois essa é uma tecnologia ainda em fase experi-
mental e o W7-X pode representar um importante avanço na sua utilização em larga escala.
Um equipamento como esse procura simular o que acontece dentro de uma estrela. O rea-
tor de fusão nuclear comprime dois átomos de hidrogênio até que eles formem um átomo 
de hélio, liberando uma grande quantidade de energia. Essa tecnologia superaria todas as 
antigas formas de gerar energia (carvão, petróleo, usinas nucleares ou hidrelétricas, etc.), só 
que tem um probleminha: para que ela se desenvolva é preciso atingir uma temperatura de 
mais de 99 milhões °C. Como é de se imaginar, esse calor não se produz (nem se confi na) com 
um estalar de dedos, e esse é o principal fator que impede a distribuição em larga escala desse 
tipo de energia, fato que só deve ocorrer depois de 2050.
Disponível em: <https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/noticia/2015/11/
por-que-todo-mundo-esta-falando-desse-reator-de-fusao-nuclear-alemao.html>. 
Acesso em: 1º maio 2018.
• As usinas termonucleares que operam gerando energia elétrica a partir da radioati-
vidade funcionam como reatores de fi ssão nuclear. Qual seria a principal diferença 
entre reatores de fi ssão nuclear e fusão nuclear em relaçãoa forma de obter energia ?
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Interior do W7-X no período 
em que o reator estava sendo 
construído. 
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71
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A
Um pouco de história
A história da radioatividade tem seu início em 1895, época em que o físico alemão 
Wilhem Roentgen investigava o fenômeno da luminescência.
Para seus estudos, Roentgen usava um aparelho chamado tubo de raios catódicos 
(hoje sabemos que os raios catódicos produzidos no interior desse aparelho eram apenas 
feixes de elétrons; foi, aliás, com base no estudo desse aparelho que os elétrons foram 
descobertos). Algo impressionante acontecia toda vez que ele ligava o aparelho: uma fo-
lha de papel revestida por uma substância química (platinocianeto de bário) que ele vinha 
estudando apresentava luminescência, isto é, emitia luz. Mesmo estando a folha na sala 
ao lado e o tubo de raios catódicos envolto por um pano escuro, a folha brilhava quando o 
aparelho era acionado. Tinha de haver alguma relação. Roentgen concluiu que algum tipo 
de raio era emitido pelo aparelho para o meio externo, de modo a causar a luminescência. 
Por não saber que raios eram aqueles, o cientista batizou-os de “raios X”.
Filme
Feixe de
raios X
Revestimento 
de chumbo
Carcaça
metálica
Âmpola
de vidro
Janela
Feixe de
elétrons CátodoÂnodo
Raios X
Óleo
Roentgen descobriu também que esses raios podiam ser invisíveis, mas manchavam 
chapas fotográfi cas. Aproveitando essa característica dos raios X, menos de dois meses 
depois de sua descoberta, Roentgen tirou a primeira radiografi a da história – da mão de 
sua esposa. Apenas quatro dias depois da revelação de sua descoberta à comunidade 
científi ca, Roentgen viu médicos usarem a radiografi a para determinar a posição de uma 
bala na perna de um paciente. Acontecia uma verdadeira revolução na ciência, principal-
mente na área da Medicina.
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As partes mais claras da 
radiografi a indicam a presença 
dos ossos, que, por serem muito 
densos, impedem a passagem 
dos raios X. Já as regiões mais 
escuras correspondem às áreas 
menos densas do corpo, por onde 
a radiação passa sem problemas, 
escurecendo a chapa fotográfi ca.
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72 CAPÍTULO 4
Em 1896, Antoine Becquerel também entrou para a história da radioatividade. Fasci-
nado pelos raios X, o cientista começou a estudar a possibilidade de certos compostos 
químicos os emitirem, assim como fazia o tubo de raios catódicos.
Enquanto esperava um dia ensolarado, Becquerel guardou em uma gaveta um sal de urâ-
nio posicionado sobre uma chapa fotográfi ca (na época, Becquerel tinha razões para acredi-
tar que o sucesso da experiência dependia de a luz do Sol incidir sobre o composto químico). 
Dias depois, mesmo sem expor o material ao sol, o cientista fi cou muito surpreso ao encon-
trar as chapas manchadas. Seriam os raios X que tinham sido emanados pelo urânio?
Estudos posteriores mostraram semelhança entre os raios emitidos pelo urânio e os 
raios X, mas eles não eram idênticos. Foram então chamados de raios Becquerel. E muitas 
dúvidas ainda persistiam.
Em 1891, Marya Sklodowska, uma humilde polonesa de 24 anos, chegou a Paris 
para estudar na Sorbonne. Já casada, e sob o nome de Marie Curie, iniciou em 1897 seu 
doutoramento sobre os raios Becquerel. Durante esses estudos, ela descobriu com seu 
marido – o cientista Pierre Curie – os elementos polônio (nome dado em homenagem à 
Polônia) e rádio, que recebeu esse nome por ser altamente radioativo (ambos os elemen-
tos também eram emissores dos raios Becquerel). Foi o casal Curie o primeiro a empregar 
o termo radioatividade. A descoberta do elemento rádio valeu a madame Curie o Prêmio 
Nobel de Química de 1911.
No fi m do século XIX, simultaneamente ao casal Curie, o cientista neozelandês Ernest 
Rutherford iniciou seus estudos para descobrir qual a composição dos raios Becquerel. 
Ele chegou a conclusões importantes para que a radioatividade começasse a ser mais 
bem compreendida.
A experiência de Rutherford
Auxiliado pelo químico inglês Frederick Soddy, Rutherford publicou em 1902 um artigo 
intitulado “A causa e a natureza da radioatividade”, que esclarecia alguns pontos sobre a 
diferenciação entre os raios X e os raios Becquerel – agora simplesmente chamados de 
radioatividade.
Dizia o artigo que, enquanto a radioatividade ocorria espontaneamente, sendo emanada 
de alguns elementos químicos, os raios X apenas eram emitidos quando um material fosse 
bombardeado por um feixe de raios catódicos (que hoje sabemos ser um feixe de elétrons). 
No artigo, eles concluíram que a radioatividade parecia ser um fenômeno de origem atômica. 
Tudo indicava que átomos pesados se tornavam mais leves e, com isso, emitiam radiação.
Por meio de uma experiência, Rutherford começou a desvendar a composição das ra-
diações. Ele submeteu as emissões radioativas de um minério de urânio – daquele usado 
por Becquerel – a um campo elétrico. Veja o que foi observado:
+ + + + + + +
– – – – – – –
Emissão β
Emissão γ
Placa positiva
Chapa
fotográfica
Placa negativa
Emissão α
Material
radioativo
Bloco de chumbo com abertura para a
passagem das emissões radioativas
Rutherford constatou que havia dois tipos de emissão radioativa: a de carga positiva – 
mais pesada, já que sofrera menor desvio de trajetória —, que ele denominou alfa (α), e a 
de carga negativa – mais leve, já que sofrera um desvio mais intenso em sua trajetória –, 
que ele chamou de beta (β). Pouco tempo depois, Paul Villard identifi cou um terceiro tipo 
de radiação: assim como os raios X, esta não sofria desvio quando submetida ao campo 
elétrico. Foi chamada radiação gama (γ). 1
Defi nição
 Radioatividade : propriedade 
apresentada por alguns 
elementos químicos – como 
rádio e urânio – de 
emitir partículas e 
ondas, transformando-se 
espontaneamente em isótopos 
ou outros elementos químicos 
mais estáveis.
Ernest Rutherford (1871-1937)
Observação
1 A radioatividade é um 
fenômeno nuclear, ou seja, 
ocorre no núcleo do átomo. 
É a emissão de partícula e/ou 
onda de um núcleo instável que 
emite radiação, até que este 
adquira estabilidade. 
A emissão da radiação depende 
apenas da instabilidade do 
nuclídeo (núcleo radioativo), e 
independe de outros fatores, 
como pressão e temperatura.
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73
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A partícula alfa (α)
Ao identifi car a presença do gás nobre hélio (4
2
He) em recipientes que continham mi-
nérios de urânio, Rutherford propôs em 1906 que as partículas alfa emitidas pelo urânio 
seriam semelhantes aos átomos de hélio e seriam responsáveis pelo surgimento do gás 
nobre nessa situação.
Hoje, essa hipótese está comprovada. Uma partícula alfa é um conjunto de 
2 prótons e 2 nêutrons, ou seja, é idêntica ao núcleo do átomo de hélio. Portanto, 
uma partícula alfa apresenta número atômico (Z) igual a 2 (seu número de prótons) 
e número de massa (A) igual a 4 (soma dos números de prótons e nêutrons). Sua 
representação é: 
2
α4
Atualmente, temos as seguintes informações sobre essas partículas: sua velocidade 
é de aproximadamente 30 000 km/s e apresentam baixo poder de penetração na matéria, 
podendo ser detidas por poucos centímetros de ar (do qual capturam elétrons para for-
marem átomos “completos” de hélio) ou simplesmente por uma folha de papel. Incidindo 
sobre o corpo humano, não passam da pele.
O núcleo remanescente de uma emissão alfa apresenta 2 prótons e 2 nêutrons a 
menos do que possuía originalmente (está localizado duas casas à esquerda na tabela 
periódica, em relação ao átomo emissor da radiação alfa). Por exemplo, se um átomo 
de urânio-238 (238
92
U) emite radiação alfa, ele perde 2 de seus prótons e 2 de seus nêu-
trons. Resultado:seu número atômico diminui em 2 unidades, e seu número de massa, 
em 4. 1
Observe a representação usada:
92
U
238
90
Th
234
ou+
2
α
4
90
234
Th+
2
4
α
92
U
238
Observe que o átomo de um novo elemento químico foi formado – nesse caso, um áto-
mo de tório. Dizemos que o átomo de urânio-238 sofreu decaimento radioativo, emitindo 
partícula alfa, o que acabou por gerar o isótopo de tório-234.
A representação de uma emissão α pode ser dada por:
Z
XA w 
2
α4 + 
Z – 2
YA – 4
Essa equação é chamada de primeira lei da 
radioatividade ou lei de Soddy.
Nos estudos de radioatividade, é comum empregarmos o termo isótopo como sinô-
nimo de átomo (às vezes, o termo nuclídeo (ou radionuclídeo) também é usado para esse 
fi m). Portanto, ao nos referirmos ao átomo de urânio de número de massa 235 (urânio-235), 
podemos dizer: o isótopo de urânio-235. Assim, informa-se também que há outros átomos 
de urânio com números de massa diferentes daquele citado. Lembre-se: o urânio apresen-
ta-se naturalmente na forma de três isótopos: 
92
U238, 
92
U234 e 
92
U235 – átomos com mesmo 
número de prótons, mas diferentes números de massa. Um núcleo atômico, ao emitir uma 
partícula alfa, forma um novo núcleo com 2 nêutrons e 2 prótons a menos que o núcleo 
original.
A partícula beta (β)
No início do século XX, Becquerel constatou que as partículas beta eram, na verdade, 
elétrons. Para isso, o cientista comparou os desvios que os elétrons – descobertos alguns 
anos antes por J. J. Thomson – sofriam quando submetidos a um campo elétrico e verifi cou 
que as partículas beta se comportavam de maneira idêntica.
Atualmente, temos mais informações sobre essas partículas: sabemos que elas são 
bem mais rápidas que as partículas alfa – sua velocidade de deslocamento pode atingir 
os 290 000 km/s!
Por atingirem mais de 90% da velocidade da luz, têm alto poder de penetração na ma-
téria: são até cem vezes mais penetrantes que as partículas alfa. São capazes de se des-
locar por até um metro no ar. Para detê-las, é necessária uma chapa de chumbo de 2 mm. 
Incidindo sobre o corpo humano, penetram até 2 cm.
Atenção
1 O número de massa pode 
ser colocado no canto superior 
direito ou esquerdo do símbolo 
do elemento químico. As duas 
representações são usadas.
Antoine Henri Becquerel 
(1852-1908)
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74 CAPÍTULO 4
Como Rutherford havia constatado, ao estudar as partículas alfa, que a radiação é um 
fenômeno nuclear, surge uma pergunta: como elétrons podem ser originados do núcleo 
de um átomo, onde há apenas prótons e nêutrons? Só se respondeu a essa pergunta de-
pois de 1932, ano em que a existência dos nêutrons foi efetivamente comprovada por Ja-
mes Chadwick. Hoje sabemos que um nêutron pode desintegrar-se em um próton e um 
elétron, além de um neutrino (partícula mais leve que o elétron).
Representação: 
0
n1 w 
1
p1 + 
–1
e0 + 
0
ν0
Desintegração
Nêutron
Próton
Elétron (partícula β)
Neutrino
Quando ocorre a desintegração do nêutron, o próton formado permanece no nú-
cleo, mas o elétron não, passando a ser chamado de partícula beta. Como consequên-
cia disso, o número atômico (número de prótons) do átomo aumenta uma unidade – 
forma-se um elemento químico localizado uma casa à direita da posição do átomo de 
origem na tabela periódica. Como a soma do número de prótons e de nêutrons per-
manece a mesma, não há alteração no número de massa. Veja a representação desse 
fenômeno:
55
Cs137 w 
–1
β0 + 
56
Ba137
Veja a alteração da posição do elemento na tabela periódica:
Grupo 1 2 3 4 5
6º período Cs Ba La Ce Pr
Emissão de uma 
partícula β
Z
XA w 
–1
β0 + 
(Z + 1)
YA
Essa equação é chamada de 
segunda lei da radioatividade 
ou lei de Soddy-Fajans e Russel.
A emissão de uma partícula beta causa perda de um nêutron e ganho de um próton 
pelo núcleo do átomo que a emitiu.
A radiação gama (γ)
A emissão gama não é feita de partículas (e, portanto, não apresenta massa) 
como as emissões alfa e beta, mas, sim, de radiação eletromagnética, assim como os 
raios X. A pequena diferença entre os raios X e os raios γ está em seus comprimentos 
de onda.
Enquanto os raios X apresentam comprimentos de onda de 10–10 a 10–8 m, os raios γ 
apresentam comprimentos abaixo de 10–11 m.
A emissão gama não é afetada por campos elétricos (ou magnéticos), uma vez que 
não apresenta carga elétrica. Sua velocidade é igual à da luz (300 000 km/s) e seu poder de 
penetração é altíssimo, podendo atravessar milhares de metros no ar. Para detê-las, são 
necessários mais de 5 cm de chumbo ou largas paredes feitas de concreto.
Apesar de serem perigosíssimas para o ser humano, são muito usadas no tratamento 
do câncer e na esterilização de alimentos perecíveis.
Quando um átomo radioativo emite radiação gama, ele não sofre alteração em seu 
número atômico nem em seu número de massa. A emissão gama costuma ocorrer simul-
taneamente com as emissões alfa e beta.
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75
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A
92
U + +2α
238
90
Th
2344
0
γ
0
55
Cs + +–1β
137
56
Ba
1370
0
γ
0
Veja no desenho a seguir uma comparação entre o poder de penetração das radiações α, β e γ.
α
β
γ
Folha de
papel
Folha de
chumbo
Placa de
madeira
de 2,5 cm
Chapa de aço
com 15 cm de
espessura
Chapa de 
chumbo com 
mais de 5 cm
Veja o espectro eletromagnético com os diferentes comprimentos de onda:
Penetra na atmosfera?
Prédios Pessoas Borboletas Ponta de
agulha
Células Moléculas Átomos Núcleos
Tipo de radiação
Comprimento de
onda (m)
Escala do
comprimento
de onda
Rádio
103
Micro-onda
10–2
Infravermelho
10–5
Visível
0,5 · 10–6
Ultravioleta
10–8
Raios X
10–10
Raios gama
10–12
SIM NÃO SIM NÃO
Defi nição
 Meia-vida : tempo para que 
metade dos núcleos de 
determinada amostra radioativa 
sofra decaimento, isto é, se 
desintegre.
Desintegrações radioativas
Considere uma amostra de 100 g de urânio-238, um isótopo radioativo emissor alfa. 
Para sabermos com que velocidade essa amostra de urânio emite radiação e se todos 
os átomos de urânio sofrem decaimento ao mesmo tempo, devemos estudar a cinéti-
ca dessa transformação. A emissão das partículas alfa pelos átomos de urânio-238 não 
ocorre simultaneamente por todos os átomos, assim como numa reação química as 
moléculas não reagem todas ao mesmo tempo. Na verdade, para alguns dos isótopos 
radioativos existentes, o decaimento radioativo pode durar bilhões de anos (caso do 
urânio-238).
Para defi nirmos a velocidade de decaimento de um isótopo radioativo, usamos o con-
ceito de meia-vida t
1
2
( ) ou período de semidesintegração radioativa (P).
Pelo conceito de meia-vida, podemos desenvolver uma equação (cuja demonstração 
não é objeto de estudo no Ensino Médio) para calcularmos a quantidade de átomos res-
tantes após determinado tempo. Essa equação é: N = 
N
2
0
x
, em que:
N = número de núcleos fi nal
N
0
 = número de núcleos inicial
x = número de meias-vidas
E o tempo para que N0 passe a ser N é dado por: t = P ⋅ x
Como o número de núcleos é diretamente proporcional à massa da amostra, podemos 
escrever, por analogia, que:
m = 
m
2
0
x
Observação
1 Os efeitos biológicos da 
radiação
As radiações alfa, beta e gama 
são ionizantes, ou seja, quando 
entram em contato com o corpo 
humano retiram elétrons dos 
tecidos, provocando alterações 
celulares, podendo causar 
anomalias, como o câncer.
1
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76 CAPÍTULO 4
Assim, considerando a amostra de 100 g de urânio-238, passada uma meia-vida, resta-
rão 50 g. Depois de mais uma meia-vida, teremos ainda 25 g. Outra meia-vida decorrida, 
sobrarão 12,5 g, e assim por diante.
Grafi camente, temos:
100%
50%
25%
P
o
rc
e
n
ta
g
e
m
 d
e
 U
-2
3
8
 r
e
m
a
n
e
sc
e
n
te
Número de meias-vidas decorridas
12,5%
6,25%
1 2 3 4
Amostra de U-238
O valor de uma meia-vida depende do isótopo radioativoque está sendo estudado. 
Observe a tabela a seguir:
Isótopo radioativo Tempo de meia-vida
Criptônio-93 1,3 segundo
Urânio-239 23,5 minutos
Iodo-131 8 dias
Carbono-14 5 730 anos
Plutônio-239 2,4 ⋅ 104 anos
Urânio-238 4,5 ⋅ 109 anos
As reações de transmutação artifi cial
Algumas desintegrações α e β geralmente são emissões naturais e descontroladas, ou 
seja, são, na maior parte, explosões nucleares em que nada pode ser feito para que sejam 
impedidas. A transmutação artifi cial consiste na transformação de um átomo de determi-
nado elemento químico em outro átomo de outro elemento químico diferente do inicial, 
sendo essa transformação provocada pelo ser humano. 1
Em 1919, Rutherford pensou que, ao fazer colidir uma partícula com alta velocidade e 
determinada massa com um núcleo maior que a partícula emitida, poderia produzir uma 
partícula maior ou partir o núcleo da partícula.
Em uma experiência, Rutherford colocou uma amostra de Po (α emissor) em um re-
cipiente contendo nitrogênio e obteve oxigênio, produzindo assim a primeira reação de 
transmutação artifi cial.
Veja a seguir:
2
α4 + 
7
N14 w 
8
O17 + 
1
p1
Na onda das transmutações, em 1932, o físico James Chadwick descobriu o nêutron 
pela seguinte transmutação nuclear:
4
Be9 + 
2
α4 w 
6
C12 + 
0
n1
Outra transmutação artifi cial historicamente importante foi feita pelo casal Curie, que 
produziu o primeiro elemento radioativo artifi cial e ainda descobriu o pósitron (
+1
e0 ou 
+1
p0). 1
Veja as equações a seguir:
5
B10 + 
2
α4 w 
7
N13 + 
0
n1
7
N13 w 
6
C13 + 
1
e0
Atenção
1 Nas reações de transmutação 
artifi cial, assim como nas 
emissões radioativas naturais, 
deve haver conservação de 
massa e carga. Veja a seguir a 
transmutação provocada por 
um próton:
4
Be9 + 
1
p1 w 
3
Li6 + 
Z
XA
Para conhecermos X, faremos:
Balanço de massa: 
9 + 1 = 6 + A s A = 4
Balanço de carga: 
4 + 1 = 3 + Z s Z = 2 ∴ 
2
X4
Logo, X é uma partícula α.
Curiosidade
1 O pósitron é um elétron 
com carga positiva, ou seja, 
uma antipartícula que, embora 
estável, sobrevive até encontrar 
um elétron. Quando encontra, 
dá-se a seguinte reação:
Pósitron 
(antipartícula)
f
elétron
com carga 
positiva
–1
β 0 + 
+1
e 0
 
w 
0
γ 0
Elétron
Partícula
f
Radiação gama 
f
onda 
eletromagnética 
de alta energia
Et_EM_2_Cad8_Qui_c04_70a104.indd 76 9/19/18 8:11 AM
77
Q
U
ÍM
IC
A
Decifrando o enunciado Lendo o enunciado
Atenção às unidades de tempo: 
o número de emissões em vida 
de um ser vivo é de 15 emissões 
beta/(min/g). O número de 
emissões do fóssil é de 6 750 
emissões beta por hora.
A quantidade em massa de 
cada situação também deve ser 
analisada. Quando em vida, a 
quantidade de massa analisada 
é de 1 g, na amostra do fóssil é 
de 30 g.
Meia-vida ou período de 
semidesintegração radiotiva são 
termos sinônimos, e referem-
-se ao tempo necessário para 
que metade dos núcleos de 
determinada amostra sofram 
desintegração.
(Enem)
A técnica do carbono-14 permite a datação de fósseis pela medição dos valores de emis-
são beta desse isótopo presente no fóssil. Para um ser em vida, o máximo são 15 emissões 
beta/(min/g). Após a morte, a quantidade de 14C se reduz pela metade a cada 5 730 anos.
A prova do carbono 14. Disponível em: <http:///noticias.terra.com.br.> Acesso em: 9 nov. 2013. (Adaptado.)
Considere que um fragmento fóssil de massa igual a 30 g foi encontrado em um sítio 
arqueológico, e a medição de radiação apresentou 6 750 emissões beta por hora. A idade 
desse fóssil, em anos, é:
a) 450 b) 1 433 c) 11 460 d) 17 190 e) 27 000
Resolução
Resposta: C
Determinando o número de emissões beta em 30 g de um ser vivo:
15 emissões beta/min ——— 1 g
 x ——— 30 g
∴ x = 450 emissões beta/min
Determinando o número de emissões beta/min em 30 g de amostra de fóssil:
6 750 emissões beta ——— 1 h ——— 60 min
 y ———————— 1 min
∴ y = 112,5 emissões beta/min
Logo, podemos raciocinar:
t t
t t
0 11460 anos
450 emissões /min 225 emissões /min 112,5 emissões /min
1
5730
1
5730
1
2
1
2
= =
β  → β  → β
Desenvolva
IC
A
 H25 Caracterizar materiais ou substâncias, identifi cando etapas, rendimentos ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou 
ambientais de sua obtenção ou produção.
(Unicamp-SP) A 2,5-dimetoxi-4-bromoanfetamina, DOB, é um potente alucinógeno comercializado dentro de cápsulas, em 
doses de 1,5 mg. Essa quantidade é tão pequena que a droga é conhecida como “cápsula do vento” ou “cápsula da mor-
te”. A literatura não traz informações sobre valores de dose letal, mas a ingestão de duas cápsulas da droga tem grandes 
chances de levar o usuário a uma overdose. 
a) Se o volume interno da cápsula em que se comercializa a droga é de 1,0 cm3, quanto vale a relação m
DOB
/m
ar
 no interior 
da cápsula? Considere desprezível o volume ocupado pelo DOB sólido, considere a pressão interna de 100 000 Pa e a 
temperatura de 25 °C.
b) Imagine que um indivíduo ingere uma cápsula contendo 1,5 mg de DOB, ao mesmo tempo que outro indivíduo ingere 
um comprimido contendo 10 mg de ecstasy. Baseando-se apenas no fato de que a meia-vida do DOB no organismo é 
de 12 horas e a do ecstasy é de 1,5 horas (uma hora e meia), qual dos dois indivíduos teria maior massa do princípio 
ativo da droga após 12 horas? Na fi gura apresentada no espaço para resolução, construa as curvas de decaimento das 
duas drogas no organismo para justifi car sua resposta.
 Dados: m
DOB
 (massa de DOB); m
ar
 (massa de ar no interior da cápsula); massa molar do ar = 29 g ⋅ mol–1, R = 8,3 Pa ⋅ m3 ⋅ K–1 ⋅ mol–1, 
T/K = 273 + t/°C.
R
e
p
ro
d
u
ç
ã
o
 /
 U
n
ic
a
m
p
.S
P,
 2
0
1
6
.
Et_EM_2_Cad8_Qui_c04_70a104.indd 77 9/19/18 8:11 AM
78 CAPÍTULO 4
Atividades
 1. (FEI-SP) Um átomo X, de número atômico 92 e número 
de massa 238, emite uma partícula alfa, transformando-se 
num átomo Y, o qual emite uma partícula beta, produzin-
do um átomo Z. Então:
a) os átomos Y e X são isótopos.
b) os átomos X e Z são isótonos.
c) os átomos X e Y são isóbaros.
d) o átomo Z possui 143 nêutrons.
e) o átomo Y possui 92 prótons.
 2. (UFSM-RS) O isótopo 60 do cobalto e o isótopo 131 do 
iodo são utilizados na medicina para o tratamento de cé-
lulas cancerosas. O decaimento radiativo desses radioisó-
topos pode ser representado por:
60
27
Co w 60
28
Ni + X 131
53
I w 131
54
Xe + Y
Assinale se as afi rmações a seguir são verdadeiras (V) ou 
falsas (F).
( ) As partículas X e Y emitidas durante os decaimentos 
não apresentam carga.
( ) O isótopo 131 do iodo emite radiação gama.
( ) No decaimento radiativo do cobalto, o nuclídeo 
“pai” e o nuclídeo “fi lho” apresentam o mesmo nú-
mero de massa.
A sequência correta é:
a) V – F – F
b) F – F – V
c) V – V – F
d) F – V – V
e) F – V – F
 3. (FGV-SP) O isótopo de massa 226 do elemento químico 
radio 
88
Ra226 é produzido naturalmente a partir do decai-
mento radioativo do 
92
U238. Os números de partículas alfa 
e beta, emitidas para a obtenção de um átomo de 
88
Ra226, 
a partir do 
92
U238 são, respectivamente:
a) 2 e 3
b) 3 e 1
c) 3 e 2
d) 3 e 3
e) 4 e 1
 4. (Fatec-SP) Considere que o 
82
Pb210 sofra a seguinte sequên-
cia de decaimento radioativo:
210
82
Pb w 210
83
Bi w 210
84
Po
Considere também o gráfi co, que relaciona massa do nu-
clídeo x tempo.
Massa do nuclídeo
Tempo
A
B
C
As curvas A, B e C correspondem, respectivamente, a:
Curva A Curva B Curva C
a) 21082Pb
210
83
Bi 210
84
Po
b) 21084Po
210
82
Pb 210
83
Bi
c) 21083Bi
210
82
Pb 210
84
Po
d) 21084Po
210
83
Bi 210
82
Pb
e) 21082Pb
210
84
Po 210
83
Bi
 5. (Acafe-SC) Quanto tempo levará para a atividade do ra-
dioisótopo Cs137 cair para 3,125% de seu valor inicial?
(Dado: Considere que o tempo de meia-vida do radioisó-
topo Cs137 seja de 30 anos)
a) 150 anos
b) 0,93 anos
c) 180 anos
d) 29 anos
 6. (Vunesp) No processo de desintegração natural de 
92
U238,pela emissão sucessiva de partículas alfa e beta, forma-se 
o 
88
Ra226. Os números de partículas, alfa e beta, emitidas 
neste processo são, respectivamente, 
a) 1 e 1. 
b) 2 e 2. 
c) 2 e 3. 
d) 3 e 2. 
e) 3 e 3.
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79
QU
ÍM
IC
A
 7. (FEI-SP) Ao estudar a desintegração radioativa de um ele-
mento, obteve-se uma meia-vida de 4 h. Se a massa inicial 
do elemento é 40 g, depois de 12 h, teremos (em gramas): 
a) 10 b) 5 c) 8 d) 16 e) 20
 8. +Enem [H23] A seguir encontra-se um gráfi co que re-
presenta o decaimento radioativo de uma amostra de cé-
sio-137, nuclídeo que foi responsável pelo maior acidente 
nuclear brasileiro até hoje.
100
80
200
60
40
20
0
40 60
C
é
si
o
-1
3
7
 (
%
)
Tempo (anos)
80 100
Afi rma-se que níveis aceitáveis de radiação decorrem de 
uma massa que pode ser, no máximo, de 7 g de Cs-137.
Supondo que tenha ocorrido a exposição de uma amostra 
com 80 g de Cs-137 no acidente mencionado, os níveis 
de radiação nas proximidades do nuclídeo isolado serão 
aceitáveis após aproximadamente:
a) 16 anos.
b) 30 anos.
c) 40 anos.
d) 80 anos.
e) 120 anos.
Complementares Tarefa proposta 1 a 12
 9. (Cesgranrio-RJ) Após algumas desintegrações sucessivas, 
o 
90
Th232, muito encontrado na orla marítima de Guarapari 
(ES), se transforma no 
82
Pb208. O número de partículas α e 
β emitidas nessa transformação foi, respectivamente, de:
a) 6 e 4
b) 6 e 5
c) 5 e 6
d) 4 e 6
e) 3 e 3
 10. (PUCC-SP) Um ambiente foi contaminado com fósforo 
radioativo, 
15
P32. A meia-vida desse radioisótopo é de 14 
dias. A radioatividade por ele emitida deve cair a 12,5% 
de seu valor original após: 
a) 7 dias 
b) 14 dias 
c) 42 dias 
d) 51 dias 
e) 125 dias
 11. (Famerp-SP) O câncer de mama é o mais reincidente nas 
mulheres. Por essa razão, mesmo quando é feita a retirada 
cirúrgica do tumor, a radioterapia externa (teleterapia) é 
frequentemente indicada para tratar a doença residual. 
Em geral, utiliza-se como fonte radioativa o cobalto-60 
que, em seu processo de decaimento, emite partícula beta 
negativa e raios gama. O gráfi co mostra a atividade apro-
ximada do 60Co em função do tempo.
90
80
70
20
60
50
40
30
10
20
0
4 6
A
ti
vi
d
a
d
e
 (
G
B
q
)
Tempo (anos)
8 10 161412
a) Determine a meia-vida do radionuclídeo 60Co. Justifi -
que sua resposta.
b) Escreva a equação de desintegração do cobalto-60 e 
identifi que o elemento químico resultante.
 12. (UFPI) A análise de uma amostra de um meteorito indicou 
que ele contém três átomos de chumbo para cada átomo 
de urânio. Considerando que nenhum chumbo estaria pre-
sente na formação do meteorito e que este é formado pelo 
decaimento radioativo, cuja meia-vida é de 4,5 ⋅ 109 anos, 
marque a alternativa correta para a idade do meteorito:
a) 4,5 ⋅ 109 anos
b) 9,0 ⋅ 109 anos
c) 13,5 ⋅ 109 anos
d) 18,0 ⋅ 109 anos
e) 22,3 ⋅ 109 anos
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80 CAPÍTULO 4
Fissão nuclear
A estabilidade nuclear está relacionada à razão entre o número de nêutrons (n) e o de prótons (p) contidos no núcleo. 
Para átomos com número atômico igual ou inferior a 20, por exemplo, os isótopos mais estáveis apresentam a razão 
n
p
 igual 
ou próxima a 1. Assim, considerando os isótopos do hidrogênio, temos:
• 
1
H1 (prótio): apesar de não ter nêutrons, é estável;
• 
1
H2 (deutério): como 
n
p
 = 1, é estável;
• 
1
H3 (trítio): como 
n
p
 = 2, é radioativo (instável).
Do mesmo modo, o isótopo de carbono-14 (
6
C14) =




n
p
1,33 é radioativo, enquanto o carbono-12 (
6
C12) =




n
p
1 é estável.
Concluímos, portanto, que a adição de nêutrons pode transformar um núcleo estável em um núcleo instável. 
Em 1938, o cientista alemão Otto Hahn e seu auxiliar Fritz Strassmann realizaram um experimento que mudaria o rumo dos 
estudos de radioatividade. Até então, todos os fenômenos relacionados a esse tema, tanto os que ocorriam de forma natural 
como os que eram provocados artifi cialmente, envolviam quantidades pequenas de energia. No entanto, o experimento rea-
lizado no laboratório de Hahn, em Berlim, liberava uma quantidade muito maior de energia que os experimentos anteriores.
Hahn e Strassmann bombardearam urânio com nêutrons. A introdução dos nêutrons desestabilizou o núcleo, o que 
resultou na quebra do núcleo de urânio em fragmentos menores. Entre eles, Hahn identifi cou a presença de um isótopo de 
bário, um elemento que tem 36 prótons a menos que o urânio. A quebra de um núcleo grande em fragmentos menores, como 
a que ocorreu nesse caso, foi denominada fi ssão nuclear pela cientista austríaca Lise Meitner.
A quantidade de energia envolvida em uma fi ssão nuclear motivou o crescimento das pesquisas do núcleo do átomo. 
Imaginava-se que uma sequência de fi ssões nucleares poderia liberar energia sufi ciente para provocar grandes explosões 
(era a época da Segunda Guerra Mundial).
Os estudos mostraram que um material adequado para uma fi ssão nuclear efi ciente seria o isótopo de urânio-235. 
Tal fi ssão pode ocorrer de diferentes formas, entre elas, podemos citar duas nas seguintes equações:
92
U235 + 
0
n1 w 
56
Ba141 + 
36
Kr92 + 3
0
n1 + energia
92
U235 + 
0
n1 w 
42
Mo103 + 
50
Sn131 + 2
0
n1 + energia
A razão da efi ciência do urânio-235 são os nêutrons produzidos na sua fi ssão. Tais nêutrons podem provocar a fi ssão de 
outros núcleos. Essas novas fi ssões, por sua vez, produzem nêutrons. Estes, então, provocam novas fi ssões, que produzem 
mais nêutrons, que provocam mais fi ssões… é a chamada reação em cadeia.
92Kr
36
92Kr
36
141Ba
56
n n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
235U
92
235U
92
235U
92
235U
92
92Kr
36
90Sr
38
144Xe
54
141Ba
56
141Ba
56
Para que a reação em cadeia ocorra, é necessário que os nêutrons produzidos em uma reação sejam absorvidos por ou-
tros núcleos antes que escapem do material. Portanto, deve haver uma quantidade mínima de urânio-235, que é chamada 
massa crítica. O isótopo de urânio-238 não sofre fi ssão em cadeia. Além do urânio-235, o plutônio-239, existente em quan-
tidade muito pequena na natureza, também sofre fi ssão em cadeia. A fi ssão nuclear desse elemento libera 20% a mais de 
energia que a do urânio-235.
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81
Q
U
ÍM
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A
O projeto Manhattan
O projeto dos Estados Unidos de desenvolvimento de uma bomba atômica durante a 
Segunda Guerra Mundial recebeu o nome de projeto Manhattan. A ideia de se produzir uma 
arma atômica o mais rápido possível foi estimulada, por um lado, pelo conhecimento de que 
esse tipo de arma poderia determinar o resultado da guerra e, por outro, pelo receio de que a 
Alemanha estivesse à frente no processo de fabricação de uma bomba atômica. 1
Com todas as condições políticas e econômicas, o Exército americano tratou de providen-
ciar o explosivo nuclear: o urânio-235. O problema é que apenas 0,7% do urânio existente na na-
tureza corresponde a esse isótopo; o restante é de urânio-238, que não sofre fi ssão em cadeia. 
Era necessário, então, aumentar a proporção de urânio-235 na mistura. Para isso, a mistura de 
isótopos de urânio foi convertida em UF
6
, que é um gás. Como as moléculas de UF
6
 que contêm 
o urânio-235 são mais leves, elas se movimentam um pouco mais rápido que as que contêm o 
urânio-238. Assim, as moléculas mais leves, com urânio-235, conseguem atravessar os pequenos 
orifícios de uma placa porosa mais rapidamente, fazendo com que a mistura do outro lado da 
placa contenha mais urânio-235 que urânio-238, conforme mostra o esquema a seguir:
238UF
692
235UF
692
Como naquela época não havia a certeza de que o processo de enriquecimento de urânio 
daria certo, foi desenvolvida, simultaneamente, a fabricação de plutônio-239 como uma alter-
nativa ao urânio-235. Nesse processo, o plutônio-239 foi gerado de uma reação controlada que 
envolvia a absorçãode nêutrons pelo urânio-238, de acordo com a sequência de equações:
92
U238 + 
0
n1 w 
92
U239
92
U239 w 
93
Np239 + 
–1
β0
93
Np239 w 
94
Pu239 + 
–1
β0
Resolvido o problema do explosivo, passou-se à construção da bomba. Para evitar que 
a reação em cadeia ocorresse, ou seja, que a bomba explodisse antes da hora certa, o ex-
plosivo foi dividido em dois blocos. Cada um desses blocos continha uma massa inferior à 
massa crítica, necessária para a reação em cadeia. Para se juntarem esses dois blocos e se 
atingir a massa crítica, seria provocada uma explosão dentro da bomba, empregando-se 
um explosivo comum, não nuclear. Finalmente, atingida a massa crítica, a bomba seria 
detonada por nêutrons fornecidos por uma mistura de berílio e polônio-210, a mesma mis-
tura usada por James Chadwick na descoberta do nêutron em 1932.
No dia 16 de julho de 1945, no deserto de Los Alamos, Novo México, foi realizado o pri-
meiro teste nuclear: a detonação de uma bomba contendo cerca de 6 kg de plutônio. Para 
detonar uma bomba de plutônio, são necessários apenas 10 nêutrons!
Em 6 de agosto de 1945, foi lançada uma bomba atômica contendo urânio (apelidada de 
Little boy) sobre a cidade de Hiroshima, no Japão. Essa bomba matou mais de 100 mil pessoas em 
poucas horas. Temperaturas superiores a 3 000 °C mataram pessoas num raio de 3 quilômetros do 
local da explosão. Três dias depois, foi lançada uma bomba de plutônio (apelidada de Fat man) 
sobre a cidade de Nagasaki. A escolha dessas duas cidades envolveu diversos fatores. Entre eles, 
estava o fato de que elas ainda não haviam sido atacadas durante a guerra. Assim, poderia ser 
feita uma estimativa do efeito das bombas atômicas sem a interferência de danos anteriores 
provocados por bombas convencionais. Ao todo, cerca de 200 mil pessoas morreram. Em poucos 
dias, o Japão rendeu-se incondicionalmente, dando fi m à Segunda Guerra Mundial.
Reatores nucleares
Um reator nuclear é um sistema em que é realizada uma fi ssão nuclear de forma con-
trolada, com a fi nalidade de obter-se energia elétrica. O controle do processo de fi ssão 
depende da velocidade e do número de nêutrons, que deve ser sufi ciente para manter a 
fi ssão em cadeia, mas não deve ser muito alto a ponto de provocar uma explosão.
Curiosidade
1 A energia liberada na 
fi ssão de 1 g de 
92
U235 é igual 
a 2,0 ⋅ 1010 cal. Essa energia 
é equivalente à liberada 
na queima de cerca de seis 
toneladas de carvão!
Reconvertendo o UF
6
 (localizado 
à direita da placa) em urânio, 
teremos uma mistura com 
concentração maior de 
urânio-235: o chamado urânio 
enriquecido.
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82 CAPÍTULO 4
Ao contrário do que se imagina, uma usina nuclear não pode explodir como uma bomba 
atômica, já que a quantidade de combustível usada é sempre inferior à massa crítica. 1
Interação
A radioatividade será vista aos olhos da Física em energia nuclear, caderno 12, capítulos 3 e 4. As 
consequências desse fenômeno nuclear, como uso bélico – as armas nucleares – desde a Segunda 
Guerra Mundial até o fi m da Guerra Fria, serão discutidos em História, caderno 10, capítulos 3 e 4.
Observe a fi gura, que mostra o esquema de uma usina termonuclear:
Bomba
Bomba
Água fria
Turbina
VaporEdifício do reator
Gerador
Água pressurizada
Núcleo
radioativo
Condensador
Água de circulação
Trocador
de calor
Gerador
de vaporContêiner
de pressão
Entre os componentes de um reator nuclear, estão:
• material que sofrerá fi ssão, por exemplo, urânio enriquecido; 
• um moderador, responsável pelo controle da velocidade dos nêutrons produzidos na 
reação sem, contudo, absorvê-los. Entre os moderadores usados, estão grafi te e água; 
• uma blindagem, a fi m de proteger os trabalhadores da radiação;
• água para resfriar o sistema.
E se fosse possível? Tema integrador Trabalho, ciência e tecnologia.
Leia o texto a seguir:
“Reator nuclear” é todo sistema no qual, sob condições efetivamente controláveis, se pode produzir reação em cadeia de mate-
rial físsil: urânio-235, plutônio, urânio-233. Tal designação está sendo largamente usada hoje, de preferência ao nome “pilha atômi-
ca”, ainda em voga, sugerido pela estrutura dos primeiros sistemas postos em funcionamento, como o de Chicago (conhecido como 
“CP-1” = Chicago Pile One), realizado pela equipe de Fermi.
Nas bombas atômicas, a reação em cadeia processa-se integralmente durante tempo muitíssimo curto, o que libera de modo 
explosivo toda a energia armazenada no material fi ssionável, urânio ou plutônio, consumindo-se todo ele de uma vez. O processo 
é propositalmente violento e não sujeito a controle algum, salvo no que respeita ao início da reação: aparentemente, numa bom-
ba atômica, a matéria ativa é conservada em porções de tamanho subcrítico, incapazes de “infl amarem” assim separadamente. 
No momento oportuno, as porções são reunidas de repente e desencadeia-se a explosão.
Nos reatores nucleares, pelo contrário, a libertação da energia faz-se com velocidades que podem ser modifi cadas pela in-
tervenção de elementos reguladores adrede previstos. As maiores velocidades de reação até agora postas em jogo, nas pilhas 
experimentais, desprendem energia à razão de 30 000 quilowatts (reator de Brookhaven, LongIsland, EUA), o que corresponde ao 
consumo de 36,2 g de U-235 por dia, [...]
Disponível em: <www.fem.unicamp.br/~em313/paginas/nuclear/nuclear.htm>. Acesso em: 13 abr. 2018.
E se fosse possível trocar o urânio-235 usado em um dia, no reator de Brookhaven, Long Island, por carvão? Qual seria a massa de carvão, 
em toneladas, necessária para gerar a mesma quantidade de energia, sabendo que 1 g de 235U gera a mesma quantidade de energia que 
120 kg de carvão? 
Curiosidade
1 O primeiro reator foi 
construído por Enrico Fermi, 
em 1942, na Universidade 
de Chicago, fruto do projeto 
Manhattan.
O calor liberado na fi ssão 
transforma água em vapor. 
O vapor, então, movimenta a 
turbina, que transforma energia 
mecânica em energia elétrica.
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Problemas relacionados à energia nuclear
A energia elétrica produzida nas usinas nucleares apresenta como principal vantagem 
o fato de a poluição atmosférica ser muito menor que a produzida em usinas que usam 
combustíveis fósseis, como o carvão. Entretanto, o uso da energia nuclear deve ser bem 
avaliado, pois pode provocar diversos problemas, como:
• contaminação de grandes regiões por causa de um possível vazamento de mate-
rial radioativo, como o que aconteceu na usina de Chernobyl, no dia 26 de abril 
de 1986;
• armazenamento do resíduo radioativo das usinas nucleares, o chamado lixo atô-
mico. Entre os produtos da fissão do urânio-235, já foram identificados mais de 
200 isótopos de 35 elementos diferentes. Entre eles, muitos ainda são altamente 
radioativos e, por apresentarem meias-vidas longas, devem ser acondicionados e 
isolados do meio ambiente por até centenas de anos para evitar problemas com a 
radiação.
Em 11 de março de 2011, um terremoto de 8,9 graus na escala Richter provocou um 
tsunami, o qual foi responsável por um grave acidente nuclear, desencadeando uma sé-
rie de eventos. Apesar de os mecanismos de desligamento automático em caso de sismo 
terem extinguido a reação nuclear em cadeia, como o previsto, os radioisótopos contidos 
nos elementos combustíveis continuaram a emitir radiação, gerando “calor residual”, que 
deveria ser removido por mecanismos dependentes de energia elétrica. No entanto, toda 
a rede elétrica no local foi cortada, em razão do terremoto, e os geradores a diesel foram 
inundados pelo tsunami. Apesar dos esforços para a remoção desse calor residual, ele for-
neceu energia sufi ciente para a explosão de hidrogênio no interior da usina, provocando 
um vazamento de material radioativo para o meio ambiente e uma contaminação que 
deverá durar muito tempo. 1
Fus‹o nuclearFusão nuclear é o nome dado à união de núcleos pequenos para formar um único 
núcleo maior. Uma fusão nuclear libera energia superior a uma fi ssão nuclear e, para 
que ocorra, necessita de temperaturas entre 10 milhões e 100 milhões de graus Celsius. 
Um exemplo de fusão nuclear é a união de quatro átomos de hidrogênio, formando um 
átomo de hélio e duas partículas denominadas pósitrons:
4
1
H1 w 
2
He4 + 2 
1
e0
São reações desse tipo que produzem a energia emitida pelo Sol. A fusão de 1 g de 
hidrogênio produz energia igual a nove vezes a energia produzida pela fi ssão de 1 g de 
urânio-235.
A primeira aplicação da fusão nuclear foi a chamada bomba de hidrogênio, que lite-
ralmente vaporizou o atol de Bikini em 1952. Para se ter uma ideia do poder destrutivo 
dessa bomba, é necessária uma bomba atômica como a de Hiroshima para iniciar o pro-
cesso de fusão.
A reação que ocorreu nessa bomba foi:
1
H2 + 
1
H3 w 
2
He4 + 
0
n1
Atualmente, estão sendo realizadas pesquisas para desenvolver equipamentos que 
permitam efetuar fusões nucleares controladas e, dessa forma, aproveitar a energia li-
berada nesses processos. A fusão nuclear controlada apresentará diversas vantagens em 
relação à fi ssão nuclear, como:
• produtos que não são radioativos;
• os reagentes são materiais abundantes na natureza ou de fácil obtenção;
• quantidade de energia produzida muito maior que a obtida em um reator de fi ssão 
nuclear.
Curiosidade
1 O acidente de Goi‰nia
Em setembro de 1987, um 
aparelho de radioterapia 
contendo césio-137, que 
estava abandonado havia 
cerca de dois anos no prédio 
do desativado Instituto 
Goiano de Radioterapia, foi 
recolhido por dois homens 
que haviam invadido o local 
à procura de sucata. O dono 
de um ferro-velho, então, 
comprou o aparelho e começou 
a desmontá-lo. Ao abrir o 
aparelho, encontrou cerca de 
20 g de cloreto de césio-137, 
um pó branco semelhante ao 
sal de cozinha, mas que brilha 
no escuro com uma coloração 
azulada. Fascinado com o 
brilho do material, começou 
a mostrá-lo e a distribuí-lo a 
amigos e vizinhos. Apesar 
de os primeiros sintomas 
da contaminação (tonturas, 
náuseas, vômitos, diarreias) 
terem surgido algumas horas 
depois, só foi descoberta a 
real causa, ou seja, exposição 
excessiva à radiação, 16 dias 
depois, quando a esposa do 
dono do ferro-velho levou 
parte do aparelho até a 
vigilância sanitária. Quatro 
pessoas morreram e 129 pessoas 
apresentaram contaminação 
corporal. A partir de cerca de 
20 g de cloreto de césio-137, 
foram recolhidas mais de 
13 toneladas de lixo 
contaminado durante os 
trabalhos de descontaminação. 
Esse material só apresentará 
radiação tolerável para os 
seres humanos por volta do ano 
de 2170.
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INFO + ENEM
84 CAPÍTULO 4
É 
impossível saber com exatidão a maneira como o Universo começou a existir. No início, de acordo com a teoria do big-bang, a mais 
aceita entre a comunidade científi ca, apareceu uma bola de fogo, infi nitamente pequena e densa, que deu origem ao espaço, a 
matéria e a energia. Isso aconteceu há 13,7 bilhões de anos. A grande incógnita que ainda continua sem resposta é o que possibilitou 
a origem de um diminuto ponto de luz carregado de energia concentrada, a partir do qual foram criadas de forma espontânea a matéria e a 
antimatéria. Em muito pouco tempo, o Universo jovem começou a se expandir e a esfriar, e ao longo de bilhões de anos adquiriu o aspecto 
que hoje conhecemos.
A criação do Universo
ASSIM CRESCEU 
O que gerou a infl ação foi a 
expansão de cada região do 
Universo jovem. A vizinhança 
galáctica onde está a Terra 
aparece como uniforme: não 
importa de onde se olha, são 
vistos os mesmos tipos de 
galáxias, e a temperatura de 
fundo é a mesma.
PARTÍCULAS ELEMENTARES
Na fase inicial, o Universo era uma “sopa de partículas” que interagiam umas 
com as outras pela elevada radiação. Mais adiante, com o Universo expandido, 
os quarks formaram os núcleos dos elementos e com os elétrons formaram-se 
átomos.
TEMPERATURA –
Radia•‹o energŽtica
A bola incandescente que deu origem ao Universo 
era uma fonte de radiação permanente. Partículas 
subatômicas e antipartículas se aniquilavam umas às 
outras. A alta densidade gerava criação e destruição 
espontânea de matéria. Se tivesse permanecido nesse 
estado, o Universo jamais teria experimentado o 
crescimento que, como se acredita, ocorreu depois da 
expansão cósmica.
Galáxia 1 Galáxia 2
Galáxia 3
Galáxia 4
Galáxia 5
Tempo 0 10–43 s 10–38 s
1032 °C 1029 °C
1
A teoria sustenta a ideia de 
que do nada surgiu algo 
infi nitamente pequeno, 
denso e quente. O que hoje 
existe estava comprimido em um 
tamanho menor do que o núcleo 
de um átomo.
2
No momento mais próximo 
ao tempo “zero” que a 
Física conseguiu chegar, a 
temperatura é muito alta. Antes 
da infl ação, uma força muito 
forte governava o Universo.
3
O Universo é instável.
10-38 segundos depois do 
Big Bang, cresce 100 000 
trilhões de trilhões de trilhões 
de trilhões de vezes. Começa a 
infl ação e a separação de forças.
Elétron
Partícula elementar 
de carga negativa.
Fóton
Partícula elementar 
luminosa sem 
massa.
Glúon
Responsável pela 
interação entre os 
quarks.
Quark
Partícula elementar leve.
Gráviton
Acredita-se que 
transmite a 
gravidade.
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S
o
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9
0
 I
m
a
g
e
sA teoria da expans‹o c—smica
Embora os teóricos do big-bang não tinham dúvidas do 
começo do Universo a partir de uma bola condensada, 
quente e extremamente pequena, não conseguiram 
entender certamente o porquê do crescimento desmedido 
e o tamanho alcançado pelo Universo na sua evolução. O 
físico Alan Guth, em 1979, chegou a resolver o problema 
com sua teoria da Expansão. Em um lapso extremamente 
pequeno (menos de um milésimo de segundo), o Universo 
cresceu 100 000 trilhões de trilhões de trilhões de trilhões 
de vezes. Perto do fi m do período de expansão, a 
temperatura alcançou quase zero absoluto.
WMAP (WILKINSON MICROWAVE ANISOTROPY PROBE)
O projeto WMAP da Nasa permite ver a radiação de fundo do Universo. Na imagem 
observam-se áreas mais quentes (vermelho-amareladas) e mais frias (verde-azuladas). 
O WMAP permitiu determinar a quantidade de matéria escura.
A SEPARAÇÃO DAS FORÇAS
Antes da infl ação, na era de radiação, 
havia apenas uma força unifi cada que 
governava todas as interações. 
A primeira em se separar foi 
a gravidade, depois a força 
eletromagnética e, por último, as 
interações nucleares. Com a separação 
das forças, criou-se a matéria.
DA PARTÍCULA À 
MATÉRIA 
Os quarks, uma das partículas 
mais velhas, interagem uns 
com os outros graças à força 
transmitida pelos glúons. Mais 
adiante formarão, com os 
nêutrons, os núcleos.
Os neutrinos se desprendem da “sopa de partículas inicial”, pela 
desintegração dos nêutrons. Com uma massa muito pequena, os 
neutrinos formariam a maior parte da matéria escura do Universo.
ASSIM NÃO CRESCEU
Se não tivesse acontecido 
a infl ação, o Universo seria 
um conjunto de regiões 
diferentes e claramente 
distintas umas das outras. 
Estaria composto de 
“fragmentos”, cada um 
distinguível por ter certos 
tipos de galáxias.
Região 1 Região 3
Região 2 Região 5
Região 4
Super força
Infl ação
Gravidade
Nuclear forte
Nuclear fraca
Força 
eletromagnética
10–12 s 10–4 s 5 s 3 min
1015 °C 1012 °C
1 s
5 · 109 °C 109 °C
4
O Universo 
experimenta 
um esfriamento 
gigantesco. Separada 
a gravidade, também 
aparecem a força 
eletromagnética, a 
interação nuclear forte e 
a fraca.
5
Nascem os prótons 
e os nêutrons, 
formados por 
três quarks cada um. 
O Universo ainda é 
escuro: a luz fi ca presa 
no emaranhado de 
partículas.
6
Os elétrons e suas 
antipartículas, 
os pósitrons, se 
aniquilam mutuamenteaté que os pósitrons 
desaparecem. Fica um 
resto de elétrons que 
formará os átomos.
7
Criam-se os 
núcleos dos 
elementos 
mais leves: hélio e 
hidrogênio, mediante 
fusões nucleares. Cada 
núcleo é composto de 
prótons e nêutrons .
Glúon
Quark
Próton
Nêutron
1 2 3
Um glúon interage 
com um quark.
Os quarks se unem aos glúons 
para formar prótons e nêutrons.
Os prótons e nêutrons se 
unem para criar núcleos.
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86 CAPÍTULO 4
Contextualize
Mecanismos de um reator nuclear natural
Há 2 bilhões de anos, partes de um depósito de urânio na África sofreram fi ssão nuclear espontânea. 
Os detalhes desse fenômeno notável só agora são esclarecidos
Alex P. Meshik
Em maio de 1972, o funcionário de uma usina de processa-
mento de combustível nuclear da França percebeu algo suspeito. 
Ele fazia uma análise rotineira do urânio proveniente de uma fon-
te aparentemente normal de minério. [...] O material em estudo 
continha três isótopos, ou seja, três formas do mesmo elemento 
com diferentes massas atômicas: urânio-238, a variedade mais 
abundante; urânio-234, a mais rara; e urânio-235, a mais cobiça-
da, pois pode sustentar uma reação nuclear em cadeia. Em todos 
os outros lugares da crosta terrestre, na Lua e mesmo em me-
teoritos, os átomos de urânio-235 perfazem 0,72% do total. Mas 
nessas amostras, que vinham do depósito de Oklo, no Gabão 
(ex-colônia francesa na África equatorial), o urânio-235 constituía 
0,717%. Essa pequena discrepância, porém, foi o bastante para 
intrigar os cientistas franceses. Outras análises mostraram que o 
minério de pelo menos uma parte da mina tinha bem pouco urâ-
nio-235: pareciam estar faltando cerca de 200 quilos do material, 
sufi cientes para produzir meia dúzia de bombas nucleares.
Durante semanas, os especialistas da Comissão de Energia 
Atômica (CEA) da França permaneceram perplexos. A resposta 
veio apenas quando alguém se lembrou de uma previsão publica-
da 19 anos antes. Em 1953, George W. Wetherill, da Universidade 
da Califórnia em Los Angeles, e Mark G. Inghram, da Univer-
sidade de Chicago, alertaram que alguns depósitos naturais de 
urânio poderiam ter operado como versões naturais dos reatores 
de fi ssão nuclear que estavam então se tornando populares.
Pouco depois, Paul K. Kuroda, químico da Universidade do Arkansas, especulou sobre o que seria preciso para que um corpo 
de minério de urânio sofresse espontaneamente a fi ssão nuclear. Nesse processo, um nêutron livre ocasiona a quebra no núcleo 
de um átomo de urânio-235, o que gera mais nêutrons, fazendo com que outros desses átomos se quebrem, em uma reação nu-
clear em cadeia. [...]
Provas sutis
Os físicos confi rmaram a ideia básica de que reações naturais de fi ssão eram as responsáveis pela escassez de urânio-235 em 
Oklo logo após a descoberta da quantidade anômala. Uma prova irrefutável veio da verifi cação dos elementos mais leves que são 
gerados quando um núcleo pesado se quebra em dois. A abundância desses produtos de fi ssão se mostrou tão alta que não era 
possível tirar nenhuma outra conclusão. [...]
Gás nobre e revelador
Nosso trabalho recente sobre um dos reatores de Oklo se concentrou na análise do xenônio, um gás inerte e pesado, que pode 
fi car aprisionado dentro de minerais por bilhões de anos. O xenônio tem nove isótopos estáveis, produzidos em várias propor-
ções por diferentes processos nucleares.
Sendo um gás nobre, ele evita se ligar a outros elementos e, portanto, é fácil de ser purifi cado para análise isotópica. O xenônio 
é extremamente raro, o que permite que os cientistas o usem para detectar e rastrear reações nucleares, mesmo aquelas que 
ocorreram nos meteoritos primitivos antes que o Sistema Solar viesse a existir.[...] 
Nossa primeira surpresa foi a localização do xenônio. Ele não foi encontrado, como esperávamos, em quantidade signifi cativa 
nos grãos minerais ricos em urânio. Em vez disso, a maior parte estava aprisionada em minerais de fosfato de alumínio, que não 
contêm urânio nenhum. Impressionantemente, esses grãos mostravam a concentração mais alta de xenônio já encontrada em 
qualquer material natural. A segunda revelação foi que o gás extraído tinha um padrão isotópico de forma signifi cativa, diferente 
daquele que normalmente é produzido em reatores nucleares. Ele tinha, ao que parecia, perdido uma porção grande de xenô-
nio-136 e 134, que certamente teria resultado da fi ssão. Ao mesmo tempo, possuía apenas pequenas alterações de quantidade nas 
variedades mais leves do elemento.
A vala escavada na mina de urânio de Oklo, no Gabão, revelou 
uma dúzia de áreas onde a fi ssão nuclear ocorreu.
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Como poderia ter aparecido uma mudança como essa na composição isotópica? As reações químicas não dariam conta do 
recado, já que todos os isótopos são quimicamente idênticos. Talvez fossem reações nucleares, como a captura de nêutrons, 
mas uma análise cuidadosa permitiu que rejeitássemos essa possibilidade também. Pensamos ainda em um rearranjo físico 
de diferentes isótopos que às vezes acontece: os átomos mais pesados movem-se um pouco mais lentamente que seus cor-
respondentes mais leves e podem, portanto, separar-se deles. Usinas de enriquecimento de urânio – instalações industriais 
cuja construção requer certa habilidade técnica – tiram proveito dessa propriedade para produzir combustível nuclear. Mas 
mesmo se a natureza pudesse criar por milagre um processo similar em escala microscópica, os isótopos de xenônio nos 
grãos de fosfato de alumínio estariam diferentes da situação medida. Por exemplo, comparado com a quantidade de xenô-
nio-132 presente, o xenônio-134 (sendo duas unidades de massa mais pesado) seria duas vezes mais abundante do que o 
xenônio-136 (quatro unidades de massa mais pesado) se tivesse ocorrido esse rearranjo físico, mas não notamos esse padrão 
no mineral. 
Nosso entendimento da composição anômala do xenônio só veio depois de nos concentrarmos em como esse gás apareceu 
ali. Nenhum dos isótopos de xenônio que medimos era o resultado direto de fi ssão do urânio. Em vez disso, eram o produto do 
decaimento de isótopos radioativos de iodo, que por sua vez foram formados a partir de telúrio radioativo e assim por diante, de 
acordo com uma sequência bem conhecida de reações nucleares que dá origem ao xenônio estável. [...]
Disponível em: <www2.uol.com.br/sciam/reportagens/mecanismos_de_um_reator_nuclear_natural.html>. 
Acesso em: 13 abr. 2018.
Após análise do texto e consultando a tabela periódica, responda aos itens a seguir.
a) Determine o número de nêutrons do isótopo mais cobiçado do urânio.
b) Qual é o tipo de radiação emitida para formação do gás nobre presente nas amostras analisadas pelos cientistas que 
estudavam o reator natural? 
Atividades
 13. (UEPG-PR) A energia nuclear, apesar de todos os riscos 
que oferece, tem sido vista como uma alternativa menos 
danosa ao meio ambiente e proposta como forma de evitar 
o aquecimento global. Sobre essa energia e os processos 
para obtê-la, assinale o que for correto.
(01) As reações em cadeia que ocorrem nos reatores nu-
cleares são semelhantes às reações que ocorrem na 
bomba H.
(02) A geração de grande quantidade de energia nas 
usinas termonucleares está baseada no processo de 
fi ssão nuclear.
(04) O processo de produção de energia em usinas ter-
monucleares é semelhante ao que ocorre no Sol, a 
partir de átomos de hidrogênio.
(08) Núcleos do átomo de urânio são fonte de energia 
em usinas termonucleares.
Dê a soma dos números dos itens corretos.
 14. O acidente do reator nuclear de Chernobyl, em 1986, 
lançou para a atmosfera grande quantidade de 
38
Sr90 ra-
dioativo, cuja meia-vida é de 28 anos. Supondo ser esse 
isótopo a única contaminação radioativa e sabendo que o 
local poderá ser considerado seguro quando a quantidade 
de 
38
Sr90 se reduzir,por desintegração, a 
1
16
 da quantidade 
inicialmente presente, o local poderá ser habitado nova-
mente a partir do ano de: 
a) 2014 
b) 2098 
c) 2266 
d) 2986 
e) 3000
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88 CAPÍTULO 4
 15. (Unicentro-PR)
No ano de 1986, os operadores da usina nuclear de Cher-
nobyl, na Ucrânia, realizaram um experimento com o reator 
4. A intenção inicial era observar o comportamento do reator 
nuclear quando utilizado com baixos níveis de energia. Con-
tudo, para que o teste fosse possível, os responsáveis pela 
unidade teriam que quebrar o cumprimento de uma série de 
regras de segurança indispensáveis. Foi nesse momento que 
uma enorme tragédia nuclear se desenhou no Leste Euro-
peu. Entre outros erros, os funcionários envolvidos no epi-
sódio interromperam a circulação do sistema hidráulico que 
controlava as temperaturas do reator. Com isso, mesmo ope-
rando com uma capacidade inferior, o reator entrou em um 
processo de superaquecimento incapaz de ser revertido. Em 
poucos instantes a formação de uma imensa bola de fogo 
anunciava a explosão do reator rico em césio-137, elemento 
químico de grande poder radioativo. Com o ocorrido, a usi-
na de Chernobyl liberou uma quantidade letal de material 
radioativo que contaminou uma quilométrica região atmos-
férica. Em termos comparativos, o material radioativo disse-
minado naquela ocasião era assustadoramente quatrocentas 
vezes maior que o das bombas utilizadas no bombardeio às 
cidades de Hiroshima e Nagasaki, no fim da Segunda Guerra 
Mundial. Por fim, uma nuvem de material radioativo tomava 
conta da cidade ucraniana de Pripyat.
Disponível em: <www.brasilescola.com>. 
Acesso em: 23 jun. 2012. (Adaptado.)
Em relação aos fenômenos radioativos e seus conceitos, 
assinale a alternativa correta.
a) Fissão nuclear é o processo em que ocorre ruptura do 
núcleo atômico por meio de bombardeamento com 
partículas atômicas.
b) Na decomposição de um nêutron, existe a formação 
de próton, elétron e pósitron.
c) As partículas alfa são átomos de hélio, pois apresen-
tam massa atômica igual a quatro e número atômico 
igual a dois. 
d) Fusão nuclear que ocorre no Sol, onde núcleos de 
hidrogênio se fundem, formando núcleos de hélio, 
consome uma grande quantidade de energia liberada 
pelo Sol.
e) A desintegração do elemento radioativo radio (
88
Ra226) 
no elemento químico chumbo (
82
Pb210) emite três par-
tículas alfa e duas partículas beta.
 16. (Enem) 
A falta de conhecimento em relação ao que vem a ser 
um material radioativo e quais os efeitos, consequências 
e usos da irradiação pode gerar o medo e a tomada de 
decisões equivocadas, como a apresentada no exemplo a 
seguir. Uma companhia aérea negou-se a transportar ma-
terial médico por este portar um certificado de esteriliza-
ção por irradiação.
F’sica na Escola, v. 8, n. 2, 2007. (Adaptado). 
A decisão tomada pela companhia é equivocada, pois:
a) o material é incapaz de acumular radiação, não se tor-
nando radioativo por ter sido irradiado.
b) a utilização de uma embalagem é suficiente para blo-
quear a radiação emitida pelo material.
c) a contaminação radioativa do material não se prolifera 
da mesma forma que as infecções por microrganismos.
d) o material irradiado emite radiação de intensidade 
abaixo daquela que ofereceria risco à saúde.
e) o intervalo de tempo após a esterilização é suficiente 
para que o material não emita mais radiação.
 17. (Uema) Leia o texto que se refere ao acidente causado 
por uma reação nuclear que caracteriza o fenômeno da 
radioatividade.
Um estudo publicado pela Organização Mundial da 
Saúde (OMS) concluiu que o acidente nuclear na usina ja-
ponesa de Fukushima, causado por um tsunami em 2011, 
oferece apenas riscos baixos para a população em geral, 
tanto no Japão quanto nos países vizinhos. No entanto, 
para quem vivia em regiões muito próximas à usina, o 
risco estimado para alguns tipos de câncer é maior. Nas 
áreas que realmente foram contaminadas, o risco é alto, 
mas ele já reduz drasticamente mesmo em outros pontos 
do município de Fukushima. O relatório da OMS destaca a 
necessidade de monitoramento de saúde em longo prazo 
para quem tem alto risco, assim como a provisão de con-
trole médico e serviços de apoio, completou Maria Neira, 
diretora de saúde pública e meio ambiente da OMS. A or-
ganização destacou ainda que é preciso oferecer suporte 
psicossocial às populações afetadas pelo acidente.
Disponível em: <www.g1.globo.com>. Acesso em: 12 jul. 2013.
A radioatividade é a capacidade que os átomos de de-
terminados elementos químicos apresentam de emitir es-
pontaneamente energia sob a forma de partículas ou de 
radiação eletromagnéticas. Em uma reação nuclear, há:
a) participação somente de elétrons da última camada 
do átomo.
b) dependência da pressão e temperatura na velocidade 
do processo.
c) identificação da estabilidade do núcleo atômico por 
meio do número de prótons.
d) decomposição radioativa de núcleos e formação de 
novos núcleos mais estáveis.
e) modificação e formação de substâncias, ocorrendo 
apenas um reagrupamento de átomos.
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 18. (Enem) 
O acidente nuclear de Chernobyl revela brutalmente 
os limites dos poderes técnico-científi cos da humanidade 
e as “marchas-à-ré” que a “natureza” nos pode reservar. 
É evidente que uma gestão mais coletiva se impõe para 
orientar as ciências e as técnicas em direção a fi nalidades 
mais humanas. 
GUATTARI, F. As tr•s ecologias. São Paulo: Papirus, 1995. 
(Adaptado.) 
O texto trata do aparato técnico-científi co e suas conse-
quências para a humanidade, propondo que esse desen-
volvimento:
a) defi na seus projetos a partir dos interesses coletivos.
b) guie-se por interesses econômicos, prescritos pela ló-
gica do mercado.
c) priorize a evolução da tecnologia, se apropriando da 
natureza.
d) promova a separação entre natureza e sociedade tec-
nológica.
e) tenha gestão própria, com o objetivo de melhor apro-
priação da natureza.
 19. (Fuvest-SP) A seguinte declaração foi divulgada no jornal 
eletrônico Folha.com Ð Mundo em 29 maio 2010:
A vontade do Irã de enriquecer urânio a 20% em seu 
território nunca esteve sobre a mesa de negociações do 
acordo assinado por Brasil e Turquia com Teerã, afi rmou 
nesta sexta-feira o ministro das Relações Exteriores brasi-
leiro, Celso Amorim. 
Enriquecer urânio a 20%, como mencionado nessa notÍ-
cia, signifi ca:
(Dado: as porcentagens aproximadas dos isótopos 238U e 
235U existentes em uma amostra de urânio natural são, 
respectivamente, 99,3% e 0,7%.)
a) aumentar, em 20%, as reservas conhecidas de urânio 
de um território.
b) aumentar, para 20%, a quantidade de átomos de urâ-
nio contidos em uma amostra de minério.
c) aumentar, para 20%, a quantidade de 238U presente 
em uma amostra de urânio.
d) aumentar, para 20%, a quantidade de 235U presente 
em uma amostra de urânio.
e) diminuir, para 20%, a quantidade de 238U presente em 
uma amostra de urânio.
 20. +Enem [H24] O gráfi co a seguir mostra a quantidade 
de nêutrons em função da quantidade de prótons para 
átomos estáveis.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Número de prótons (Z)
N
ú
m
e
ro
 d
e
 n
ê
u
tr
o
n
s 
(N
)
0
10 10
20
30 40
50
60
70 80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
20
Z = N para os núcleos sobre esta linhaZ = N para os núcleos sobre esta linha
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
Núcleos estáveisNúcleos estáveis
KAPLAN, I. F’sica nuclear. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1978. (Adaptado.)
Um elemento químico que possua 50 prótons, de acordo 
com o gráfi co, existirá na forma de vários isótopos, devi-
do a números diferentes de nêutrons possíveis. Sobre esse 
elemento, percebe-se que:
a) os isótopos têm entre 12 e 24 nêutrons a menos que 
o número de prótons.
b)todos os isótopos terão exatamente o mesmo número 
de prótons e nêutrons.
c) os isótopos têm entre 0 e 12 nêutrons a mais que o 
número de prótons. 
d) os isótopos têm entre 12 e 24 nêutrons a mais que o 
número de prótons.
e) os isótopos têm entre 0 e 12 nêutrons a menos que o 
número de prótons.
Et_EM_2_Cad8_Qui_c04_70a104.indd 89 9/19/18 8:11 AM
90 CAPÍTULO 4
Complementares Tarefa proposta 13 a 24
 21. (UPE) Os impactos de um terremoto e de um tsunami sobre a 
costa norte do Japão, em 2011, danifi caram um reator nuclear 
da cidade de Fukushima. Esse reator produz energia por meio 
de um processo, envolvendo uma reação em cadeia, em que 
um nêutron com alta energia colide como núcleo de U-235. 
Com isso, transforma-o em U-236, bastante instável, que leva 
a formação de Ba-142, de Kr-92 e de outros nêutrons. Embora 
o reator tenha sido desligado após o terremoto, o seu sistema 
de resfriamento deixou de funcionar, e as reações nucleares 
continuaram acontecendo. A temperatura subiu muito, e 
o núcleo do reator, onde se encontra o urânio, começou a 
fundir. O calor do reator decompôs a água em hidrogênio e 
oxigênio, provocando a explosão do hidrogênio que derru-
bou parte do edifício. Uma nuvem de materiais radioativos, 
contendo Cs-137 (meia-vida de cerca de 30 anos) e I-131 
(meia-vida de cerca de 8 dias), que emitem radiações gama, 
escapou do prédio, contaminando o ar e a água do mar.
A seguir, são feitas algumas considerações envolvendo a 
recente tragédia que acometeu o Japão:
 I. O urânio natural existente no núcleo do reator fun-
diu, vaporizou-se e liberou elementos radioativos na 
atmosfera, decorrentes do processo de fusão nuclear.
 II. A fusão nuclear, constatada em Fukushima, foi resul-
tante dos impactos de eventos naturais que atingiram 
a costa norte do país.
 III. O uso do processo de fi ssão nuclear em usinas nuclea-
res pode causar contaminação ambiental, conforme 
observado em Fukushima.
 IV. O acidente nuclear em Fukushima liberou espécies ra-
dioativas danosas aos seres humanos, como o I-131, 
que permanece no meio ambiente por até 30 anos.
 V. O Cs-137 e o I-131, liberados pela explosão no edifício 
do reator, emitem radiação gama e são capazes de pro-
vocar mutações genéticas e câncer nos seres humanos.
Estão corretas:
a) I e II.
b) II e V.
c) I e IV.
d) III e V.
e) III, IV e V.
 22. (UFG-GO) Em junho de 2013, autoridades japonesas re-
lataram a presença de níveis de trítio acima dos limites 
tolerados nas águas subterrâneas acumuladas próximo 
à central nuclear de Fukushima. O trítio, assim como o 
deutério, é um isótopo do hidrogênio e emite partículas 
beta (β). Ante o exposto:
a) escreva a equação química que representa a fusão nu-
clear entre um átomo de deutério e um átomo de trítio 
com liberação de um nêutron (n);
b) identifi que o isótopo do elemento químico formado 
após o elemento trítio emitir uma partícula beta.
 23. (Enem)
A energia geotérmica tem sua origem no núcleo derre-
tido da Terra, onde as temperaturas atingem 4 000 °C. Essa 
energia é primeiramente produzida pela decomposição 
de materiais radiativos dentro do planeta. Em fontes geo-
térmicas, a água, aprisionada em um reservatório subter-
râneo, é aquecida pelas rochas ao redor e fi ca submetida a 
altas pressões, podendo atingir temperaturas de até 370 °C 
sem entrar em ebulição. Ao ser liberada na superfície, à 
pressão ambiente, ela se vaporiza e se resfria, formando 
fontes ou gêiseres. O vapor de poços geotérmicos é sepa-
rado da água e é utilizado no funcionamento de turbinas 
para gerar eletricidade. A água quente pode ser utilizada 
para aquecimento direto ou em usinas de dessalinização. 
HINRICHS, Roger A. Energia e Meio Ambiente. São Paulo: Pio-
neira Thomson Learning, 2003. (Adaptado.)
Sob o aspecto da conversão de energia, as usinas geo-
térmicas:
a) funcionam com base na conversão de energia poten-
cial gravitacional em energia térmica.
b) transformam inicialmente a energia solar em energia 
cinética e, depois, em energia térmica.
c) podem aproveitar a energia química transformada em 
térmica no processo de dessalinização.
d) assemelham-se às usinas nucleares no que diz respeito 
à conversão de energia térmica em cinética e, depois, 
em elétrica.
e) utilizam a mesma fonte primária de energia que as usi-
nas nucleares, sendo, portanto, semelhantes os riscos 
decorrentes de ambas.
 24. (Enem) Um poeta habitante da cidade de Poços de Caldas-MG 
assim externou o que estava acontecendo em sua cidade: 
Hoje, o planalto de Poços de Caldas não serve mais. 
Minério acabou. Só mancha, “nunclemais”. Mas estão 
“tapando os buracos”, trazendo para cá “Torta II”, aquele 
lixo do vizinho que você não gostaria de ver jogado no 
quintal da sua casa. Sentimentos mil: do povo, do poeta 
e do Brasil.
Hugo Pontes. In: M.E.M. Helene. A radioatividade e o lixo nuclear. 
São Paulo: Scipione, 2002. p. 4.
* Torta II – lixo radioativo de aspecto pastoso.
A indignação que o poeta expressa no verso “Sentimentos 
mil: do povo, do poeta e do Brasil” está relacionada com:
a) a extinção do minério decorrente das medidas adota-
das pela metrópole portuguesa para explorar as rique-
zas minerais, especialmente em Minas Gerais.
b) a decisão tomada pelo governo brasileiro de receber 
o lixo tóxico oriundo de países do Cone Sul, o que 
caracteriza o chamado comércio internacional do lixo.
c) a atitude de moradores que residem em casas próxi-
mas umas das outras, quando um deles joga lixo no 
quintal do vizinho.
d) as chamadas operações tapa-buracos, desencadeadas 
com o objetivo de resolver problemas de manutenção 
das estradas que ligam as cidades mineiras.
e) os problemas ambientais que podem ser causados 
quando se escolhe um local para enterrar ou depositar 
lixo tóxico.
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91
QU
ÍM
IC
A
Tarefa proposta
a) Na equação nuclear, a letra x corresponde a que tipo 
de partícula?
b) Considerando o número de partículas nucleares, o que 
o átomo de carbono-14 tem em comum com os áto-
mos de carbono-12 e nitrogênio-14, respectivamente?
 5. (Unirio-RJ) 
Na usina coreana de Wolsung, cerca de 50 litros de 
água pesada vazaram (...), e puderam ser recuperados sem 
maiores danos logo após o incidente.
JB, 6 out. 1999. 
A água pesada (D
2
O) é constituída por deutério e oxigê-
nio, e é um subproduto das usinas nucleares, sendo obti-
da através do bombardeamento do núcleo de hidrogênio.
1
1
H + X w 2
1
H 
De acordo com a reação acima, X é um(a):
a) elétron.
b) nêutron.
c) partícula α.
d) partícula β.
e) partícula γ.
 6. (UFPI) Na indústria nuclear, os trabalhadores utilizam a re-
gra prática de que a radioatividade de qualquer amostras 
e torna inofensiva após dez meias-vidas. Indique a fração 
que permanecerá após esse período.
a) 0,098%
b) 0,195%
c) 0,391%
d) 1,12%
e) 3,13%
 7. O físico brasileiro César Lattes desenvolveu importantes 
pesquisas com emulsões nucleares contendo átomos 
de boro (
5
B10) bombardeados por nêutrons. Quando um 
nêutron, em grande velocidade, atinge o núcleo de um 
átomo de 
5
B10, e é por ele absorvido, dá origem a dois áto-
mos de um certo elemento químico (X) e a um átomo de 
trítio (
1
H3). O número atômico e o número de massa do 
elemento X são, respectivamente: 
a) 1 e 1 
b) 1 e 2 
c) 1 e 3 
d) 2 e 3 
e) 2 e 4
 8. (Acafe-SC) O I131 e um radioisótopo usado na área médica.
Um indivíduo sob procedimentos médicos recebeu de-
terminada dose desse radioisótopo. Quantos dias levarão 
para reduzir a atividade radioativa em 93,75% no orga-
nismo desse indivíduo?
(Dado: Considere que o tempo de meia-vida do I131 no 
organismo humano seja de 8 dias)
a) 33,3 dias
b) 0,74 dias
c) 32 dias
d) 15 dias
 1. (Ceub-DF) A partir de um átomo radioativo (X), chega-se 
ao elemento 
86
Rn 220 por meio de duas emissões alfa (α) 
e duas emissões (β). Os números atômico e de massa do 
átomoradioativo são, respectivamente: 
a) 92 e 224
b) 92 e 228 
c) 88 e 228 
d) 88 e 224 
e) 90 e 226
 2. (Vunesp)
Água coletada em Fukushima em 2013 revela 
radioatividade recorde
A empresa responsável pela operação da usina nuclear 
de Fukushima, Tokyo Electric Power (Tepco), informou que 
as amostras de água coletadas na central em julho de 2013 
continham um nível recorde de radioatividade, cinco ve-
zes maior que o detectado originalmente. A Tepco explicou 
que uma nova medição revelou que o líquido, coletado de 
um poço de observação entre os reatores 1 e 2 da fábrica, 
continha nível recorde do isótopo radioativo estrôncio-90.
Disponível em: <www.folha.uol.com.br>. (Adaptado.)
O isótopo radioativo Sr-90 não existe na natureza, sua 
formação ocorre principalmente em virtude da desinte-
gração do Br-90 resultante do processo de fi ssão do urâ-
nio e do plutônio em reatores nucleares ou em explosões 
de bombas atômicas. Observe a série radioativa, a partir 
do Br-90, ate a formação do Sr-90:
90
35
Br w 90
36
Kr w 90
37
Rb w 90
38
Sr 
A análise dos dados exibidos nessa série permite concluir 
que, nesse processo de desintegração, são emitidas:
a) partículas alfa.
b) partículas alfa e partículas beta.
c) apenas radiações gama.
d) partículas alfa e nêutrons.
e) partículas beta.
 3. (Fepar-PR) Família ou série radioativa é o nome dado ao 
conjunto de nuclídeos relacionados por sucessivos decai-
mentos radioativos. Com base nessa informação e em seus 
conhecimentos de radioatividade, quantas partículas α e 
β são emitidas, respectivamente, quando ocorre a trans-
formação do 
92
U235 em 
84
Po215?
a) 2 e 5
b) 2 e 0
c) 5 e 0
d) 5 e 2
e) 3 e 3
 4. (Unifei-SP) A técnica de datação por carbono-14 (14C) é uti-
lizada para determinar a idade de fósseis. Isso só é possível 
porque a quantidade de 14C nos tecidos orgânicos mortos 
diminui a uma taxa constante com o passar dos anos. Essa 
técnica foi empregada para determinar a idade dos manus-
critos do Mar Morto, escritura antiga do Velho Testamento. 
O 14C pode ser produzido na atmosfera a partir do nitrogê-
nio, reação nuclear que está representada na equação.
14N + x w 14C + 1H
Et_EM_2_Cad8_Qui_c04_70a104.indd 91 9/19/18 8:11 AM
92 CAPÍTULO 4
 9. (Uepa) Uma explosão na usina nuclear de Fukushima no 
Japão, devido a um tsunami, evidenciou o fenômeno da 
radiação que alguns elementos químicos possuem e a 
qual, acidentalmente, podemos ser expostos. Especialis-
tas informaram que cesio-137 foi lançado na atmosfera. 
Sabendo-se que o cesio-137 tem tempo de meia-vida de 
30 anos, depois de 90 anos, em uma amostra de 1,2 g de 
cesio-137 na atmosfera, restam:
a) 0,10 g
b) 0,15 g
c) 0,25 g
d) 0,30 g
e) 0,35 g
 10. (USal-BA) Na fissão nuclear:
o número de massa e o número atômico de X são, res-
pectivamente: 
a) 129 e 47 
b) 130 e 48 
c) 131 e 47 
d) 131 e 50 
e) 133 e 50
 11. (UFRJ) Glenn T. Seaborg é um renomado cientista que foi 
agraciado com o Prêmio Nobel de Química em 1951, por 
seus trabalhos em radioquímica. Em 1974 foi sintetizado, 
nos Estados Unidos, o elemento de número atômico 106 
que, em sua homenagem, teve como nome proposto 
Seaborgium (
106
Sg).
a) O bombardeio do 
98
Cf249 por um elemento X produz o 
106
Sg263 e 4 nêutrons. Determine o número atômico e 
o número de massa do elemento X.
b) Sabendo que um determinado isótopo do 
106
Sg perde 
50% de sua massa inicial em 10 segundos, calcule a 
massa final de uma amostra de 800 gramas deste isó-
topo após 30 segundos.
 12. +Enem [H25] De acordo com uma regra prática, nos locais 
em que ocorreu liberação de isótopos radioativos para o 
ambiente, é considerado seguro a habitação, uma vez que 
a massa da amostra seja reduzida a 
1
16
 da massa inicial.
Um acidente ocorreu em uma usina nuclear no interior da 
França em 2004, e lançou para a atmosfera, entre outros 
isótopos, grande quantidade de 
38
Sr90 radioativo, que tem 
uma meia-vida de 28 anos. Se considerarmos apenas a 
presença deste isótopo, o local poderia teoricamente ser 
habitado a partir de:
a) 2014
b) 2116
c) 2266
d) 2486
e) 3126
Utilize o texto abaixo e a tabela periódica para responder 
aos enunciados 13 e 14.
Com a poluição do meio ambiente, os organismos 
vivos, às vezes, concentram em seus corpos elementos 
químicos nocivos que os rodeiam. Uma forma de polui-
ção ambiental é aquela ocasionada pelo estrôncio-90, é 
R
e
p
ro
d
u
ç
ã
o
 /
 U
S
A
L-
B
A
.
uma das maneiras em que se dá a sua contaminação é 
pelo leite de vaca, segundo a rota: Capim w vaca w leite w 
homem. Se a forma radioativa do estrôncio-90 entrar no 
organismo animal, este será quase que totalmente fixado 
e aí permanecerá emitindo radiações capazes de matar o 
tecido vivo ou produzir mutações, incluindo danos cro-
mossômicos.
 13. (UGF-RJ) Considere que um certo organismo vivo fixou 
0,08 mg de estrôncio-90, e que a sua meia-vida é igual a 
28 anos. O tempo necessário em anos para reduzir essa 
quantidade de isótopo radioativo a 0,02 mg é:
a) 112
b) 56
c) 28
d) 14
e) 7 
 14. (UGF-RJ) O fenômeno da fixação do radioisótopo citado 
no texto é devido ao seu comportamento químico, que é 
semelhante ao do elemento químico:
a) césio.
b) selênio.
c) potássio.
d) chumbo.
e) cálcio.
 15. (UEPG-PR) Com relação aos processos de fusão e fissão 
nuclear, assinale o que for correto.
(01) Fusão nuclear consiste na junção de núcleos pe-
quenos formando núcleos maiores e liberando uma 
grande quantidade de energia.
(02) Fissão nuclear é o processo de quebra de núcleos 
grandes em núcleos menores, liberando grande 
quantidade de energia.
(04) A fusão nuclear exige grande quantidade de energia 
para ocorrer.
(08) O processo de fissão nuclear é aproveitado pelo ser 
humano para a geração de energia elétrica a partir 
da energia nuclear em usinas termonucleares.
(16) O processo de fusão nuclear ocorre naturalmente 
no Sol, onde a temperatura é suficientemente alta 
para que ocorra a fusão dos átomos de hidrogênio 
formando átomos mais pesados.
De a soma dos números dos itens corretos.
 16. (UEM-PR) Sobre radioatividade e os seus desdobramentos, 
assinale o que for correto.
(01) Somente no fim do século XIX, com o aprofunda-
mento das descobertas no campo da radioativida-
de, foi possível datar as rochas e estimar a idade da 
Terra.
(02) Um acidente nuclear que liberou doses elevadas de 
radioatividade para além das vizinhanças de uma 
usina nuclear, causando consequências fatais aos hu-
manos e ao meio ambiente, ocorreu em Chernobyl, 
na Ucrânia.
(04) A radioatividade é um fenômeno restrito a labora-
tórios de alta tecnologia, sendo produzida somente 
por metais pesados radioativos.
Et_EM_2_Cad8_Qui_c04_70a104.indd 92 9/19/18 8:11 AM
93
Q
U
ÍM
IC
A
(08) Todo elemento radioativo sofre um processo de de-
sintegração natural, chamado de transmutação.
 O período em que metade dos átomos de um 
elemento químico radioativo, presente em uma 
rocha, sofre a transmutação é chamado de meia-
-vida.
(16) A grande vantagem do uso de usinas nucleares, 
como Angra I e Angra II, localizadas na região Cen-
tro-Oeste, é que elas utilizam fontes radioativas se-
cundárias.
Dê a soma dos números dos itens corretos.
 17. (Uece) Associe as reações nucleares cujas equações se 
encontram listadas na coluna 1: Reações nucleares (de I a 
IV), com os nomes dos fenômenos listados na coluna 2: 
Nome do fenômeno (de a a d):
Coluna 1: Reações nucleares
 I. 4
1
H1 w 
2
He4 + 2
+1
β0 + 
0 
γ 0
 II. 
92
U235 + 
0
n1 w 
56
Ba140 + 
36
Kr94 + 2
0
n1
 III. 
13
Al27 + 
2
α4 w 
15
P30 + 
0
n1
 IV. 
90
Th232 w 
88
Ra228 + 
2
α4
Coluna 2: Nome do fenômeno
a) Transmutação artifi cial
b) Desintegração radioativa espontânea
c) Fusão nuclear
d) Fissão nuclear 
 18. (FGV-SP) Fissão nuclear e fusão nuclear:
a) os termos são sinônimos.
b) a fusão nuclear é responsável pela produção de luz e 
calor noSol e em outras estrelas.
c) apenas a fi ssão nuclear enfrenta o problema de como 
dispor o lixo radioativo de forma segura.
d) a fusão nuclear é atualmente utilizada para produzir 
energia comercialmente em muitos países.
e) ambos os métodos ainda estão em fase de pesquisa e 
não são usados comercialmente.
 19. (Enem) O debate em torno do uso da energia nuclear 
para produção de eletricidade permanece atual. Em um 
encontro internacional para a discussão desse tema, foram 
colocados os seguintes argumentos:
 I. Uma grande vantagem das usinas nucleares é o fato 
de não contribuírem para o aumento do efeito estufa, 
uma vez que o urânio, utilizado como “combustível”, 
não é queimado, mas sofre fi ssão.
 II. Ainda que sejam raros os acidentes com usinas nu-
cleares, seus efeitos podem ser tão graves que essa 
alternativa de geração de eletricidade não nos permite 
fi car tranquilos.
A respeito desses argumentos, pode-se afi rmar que:
a) o primeiro é válido e o segundo não é, já que nunca 
ocorreram acidentes com usinas nucleares.
b) o segundo é válido e o primeiro não é, pois de fato 
há queima de combustível na geração nuclear de 
eletricidade.
c) o segundo é válido e o primeiro é irrelevante, pois ne-
nhuma forma de gerar eletricidade produz gases do 
efeito estufa.
d) ambos são válidos para se compararem vantagens 
e riscos na opção por essa forma de geração de 
energia.
e) ambos são irrelevantes, pois a opção pela energia nu-
clear está se tornando uma necessidade inquestionável.
 20. (Unifacs-BA) A conversão de energia nuclear em energia 
elétrica, por meio da fi ssão do 
92
U235, constitui um pro-
cesso caro que oferece riscos de vazamento de material 
radioativo em casos de acidente. A quantidade de energia 
produzida por 1,0 g de 
92
U235 é equivalente a 13,7 barris 
de petróleo, de cerca de 160,0 L. Entre os aspectos de-
correntes da utilização da energia nuclear, na geração de 
energia elétrica, é correto destacar:
a) a origem de fonte renovável de energia do combustí-
vel nuclear 
92
U235.
b) a transformação do radionuclídeo 
92
U235 em 
90
Th232 ao 
liberar uma partícula 
2
α4.
c) a energia equivalente a 4 mil barris de petróleo, libera-
da na fi ssão de 1,0 mol de 
92
U235.
d) os perigos gerados pelo maior poder de penetração 
das radiações γ, em relação ao das partículas α e β.
e) o processo exotérmico no momento de geração de va-
por de água que movimenta as turbinas de uma usina 
nuclear.
 21. (Enem) Um problema ainda não resolvido da geração nu-
clear de eletricidade é a destinação dos rejeitos radiativos, 
o chamado “lixo atômico”. Os rejeitos mais ativos fi cam 
por um período em piscinas de aço inoxidável nas próprias 
usinas antes de ser como os demais rejeitos, acondiciona-
dos em tambores que são dispostos em áreas cercadas ou 
encerrados em depósitos subterrâneos secos, como an-
tigas minas de sal. A complexidade do problema do lixo 
atômico, comparativamente a outros lixos com substâncias 
tóxicas, se deve ao fato de:
a) emitir radiações nocivas, por milhares de anos, em um 
processo que não tem como ser interrompido artifi -
cialmente.
b) acumular-se em quantidades bem maiores do que o 
lixo industrial convencional, faltando assim locais para 
reunir tanto material.
c) ser constituído de materiais orgânicos que podem 
contaminar muitas espécies vivas, incluindo os pró-
prios seres humanos.
d) exalar continuamente gases venenosos, que tornariam 
o ar irrespirável por milhares de anos.
e) emitir radiações e gases que podem destruir a camada 
de ozônio e agravar o efeito estufa.
 22. (UFRGS-RS) Em recente experimento com um acelerador 
de partículas, cientistas estadunidenses conseguiram sin-
tetizar um novo elemento químico. Ele foi produzido a 
partir de átomos de cálcio (Ca) de número de massa 48 
e de átomos de plutônio (Pu) de número de massa 244. 
Et_EM_2_Cad8_Qui_c04_70a104.indd 93 9/19/18 8:11 AM
94 CAPÍTULO 4
Com um choque efetivo entre os núcleos de cada um 
dos átomos desses elementos, surgiu um novo elemento 
químico. Sabendo-se que nesse choque foram perdidos 
apenas três nêutrons, os números de prótons, nêutrons 
e elétrons, respectivamente, de um átomo neutro desse 
novo elemento são:
(Dado: números atômicos: Ca = 20, Pu = 94)
a) 114; 178; 114
b) 114; 175; 114
c) 114; 289; 114
d) 111; 175; 111
e) 111; 292; 111 
 23. (Enem) Para se obter 1,5 kg do dióxido de urânio puro, 
matéria-prima para a produção de combustível nuclear, ne-
cessário extrair-se e tratar-se 1,0 tonelada de minério. Assim, 
o rendimento (dado em %, em massa) do tratamento do 
minério até chegar ao dióxido de urânio puro é de:
a) 0,10%
b) 0,15%
c) 0,20%
d) 1,5%
e) 2,0% 
 24. +Enem [H25] O urânio enriquecido, utilizado em diversos 
processos nucleares, pode existir em qualquer concentra-
ção possível. Em uma usina nuclear, o material físsil tem 
uma concentração de 4%; nas bombas atômicas, essa 
concentração atinge valores próximos a 20%. Uma alter-
nativa encontrada para a produção de material físsil de 
maior concentração é o plutônio, que é produzido em 
reações que ocorrem nos próprios reatores nucleares que 
utilizam urânio. Isso significa que:
a) a disponibilidade do urânio na natureza está ameaça-
da devido à sua utilização em armas nucleares.
b) a proibição de se instalarem novas usinas nucleares 
não causará impacto na oferta mundial de energia.
c) a existência de usinas nucleares possibilita que um de 
seus subprodutos seja utilizado como material bélico.
d) a obtenção de grandes concentrações de urânio físsil é 
viabilizada em usinas nucleares.
e) a baixa concentração de urânio físsil em usinas nuclea-
res impossibilita o desenvolvimento energético.
 Vá em frente 
Acesse
<https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/category/chemistry>. Acesso em: 13 abr. 2018. 
Este link traz um vídeo com simulações de decaimento alfa e beta, além de uma demonstração de como ocorre uma fissão 
nuclear e o funcionamento de uma usina termonuclear.
Autoavalia•‹o:
V‡ atŽ a p‡gina 103 e avalie seu desempenho neste cap’tulo.
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Capítulo 1
Complementares
 9. e
 10. e
 11. c
 12. b
 21. e
 22. c
 23. d
 24. b
Tarefa proposta
 1. b
 2. e
 3. a
 4. e
 5. a
 6. d
 7. d
 8. d
 9. b
 10. c
 11. b
 12. a
 13. d
 14. d
 15. a
 16. a) Agente oxidante: KMnO
4
 Agente redutor: Na
2
C
2
O
4
b) 5Na
2
C
2
O
4
 + 2KMnO
4
 + 8H
2
SO
4
 w K
2
SO
4
 + 5Na
2
SO
4
 +
+ 2MnSO
4
 + 10CO
2
 + 8H
2
O 
 17. a 18. e 19. a 20. d
 21. a) Chumbo = Pb; Enxofre = S
b) PbS + 4H
2
O
2
 w PbSO
4
 + 4H
2
O 
c) Sim, porque ocorre variação do número de oxidação.
 22. Semirreação de redução: 2NO–
3
 + 10 e– w N
2
 + 6O2–
Semirreação de oxidação: S + 2O2– w SO
2
 + 4 e–
Agente redutor: S
Agente oxidante: KNO
3
 23. 3I
2
 + 6KOH w 1KIO
3
 + 3H
2
O + 5KI
0,0 4 g IO–
3
 24. d
Capítulo 2 
Complementares
 9. a) ∆E0
Fe/O
 = +0,85 V
 ∆E0
Fe/Zn
 = +0,32 V
b) O oxigênio tem o maior potencial de redução entre os 
apresentados.
 10. V – F – V – F
 11. c
 12. a) Poderá ocorrer a formação de hidrazina, N
2
H
4
.
b) H
2
O s OH H N
2
H
4
 s N
H
N
H
H H
NH
3
 s N
H
H H
;;
 21. c
 22. a) Ânodo:
 Pb
(s)
 + HSO–
4(aq.)
 w PbSO
4(s)
 + H+
(aq.)
 + 2 e–
 Pb
(s)
 + SO2–
4(aq.)
 w PbSO
4(aq.)
 + 2 e–
 Cátodo:
 PbO
2(s)
 + 3H+
(aq.)
 + HSO–
4(aq.)
 + 2 e– w PbSO
4(s)
 + 2H
2
O
(,)
 PbO
2(s)
 + SO2–
4(aq.)
 + 4H+
(aq.)
 + 2 e– w PbSO
4(s)
 + 2H
2
O
(,)
b) A medida que a bateria sofre descarga, o H
2
SO
4(aq.)
 é 
consumido.
 23. a) O cobre tem maior potencial de redução do que o zinco.
 Cu2+ + Zn0 w Cu0 + Zn2+
b) Nada ocorrerá.
 24. c
Tarefa proposta
 1. a) 2Ce4+ + 2e– w 2Ce3+ +1,61 V (redução)
 Sn2+ w Sn4+ + 2e– –0,15 V (oxidação)
 + ++ + + +2Ce Sn Sn 2Ce(aq.)
4
(aq.)
2
(aq.)
4
(aq.)
3
w
b) Agenteoxidante : Ce4+
 Agente redutor: Sn2+
 2. c
 3. a
 4. d
 5. c
 6. Experimento I: não permitirá a distinção entre estanho e 
zinco.
Experimento II: também não permitirá a distinção. 
Experimento III: permite a identifi cação do zinco em rela-
ção ao estanho.
 7. d
 8. a) O
2
 + 4 e– + 4H+ w 2 H
2
O 
b) E0
1
 < E0
2 > 0
, porque quem sofre redução (O
2
) deve apre-
sentar maior potencial de redução.
 9. a) 4Al0
(s)
 + 3O
2(g)
 w 2Al
2
O
3(s)
b) A reação entre alumínio e água seria espontânea.
 10. d
 11. a) 4H
2
O
2
 + Ag
2
S w Ag
2
SO
4
 + 4H
2
O
b) Como o potencial de redução da prata é maior que o 
do alumínio, a 2a experiência será efi ciente.
 12. c
 13. a
 14. a
 15. c
 16. d
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 17. a) O cobre apresenta maior potencial de redução do que o níquel, reduzindo 
quando a lâmina de níquel é mergulhada.
b) O níquel sofre oxidação e os íons Ni2+ apresentam aspecto esverdeado.
 18. a) Cátodo: Y. Ânodo: X.
b) Oxidação: X0 w X2+ + 2 e– Redução: 2Y1+ + 2 e– w 2Y0
c) No cátodo.
d) Os íons X2+ vão passar para a solução da direita, e os íons B2– vão passar para 
a solução da esquerda.
 19. d 20. e 21. a 22. b 23. c 24. a
Capítulo 3
Complementares
 9. a
 10. d
 11. c
 12. a
 21. b
 22. d
 23. d
 24. a
Tarefa proposta
 1. Soma = 27 (01 + 02 + 08 + 16)
 2. a) I. 2Li + Cl
2
 w 2LiCl
 II. S + O
2
 w SO
2
b) I. 2KI w 2K + I
2
 II. CuO + H
2
SO
4
 w CuSO
4
 + H
2
O
 3. a
 4. a
 5. c
 6. a) Mg2+
(aq.)
 +2OH–
(aq.)
 w Mg(OH)
2(s)
 Mg(OH)
2(s)
 + 2HCl
(aq.)
 w MgCl
2(aq.)
 +2H
2
O
(,)
b) Magnésio metálico (Mg0), um sólido, e cloro (Cl
2
), um gás.
 7. a
 8. d
 9. e
 10. d
 11. b
 12. a) Cu
2
S
(s)
 + O
2(g)
 w 2Cu
(s)
 + SO
2(g)
b) No anodo há oxidação do cobre, e no cátodo há redução do íon Cu2+.
c) Os cátions (Cu2+) dirigem-se ao cátodo (cobre puro) e os ânions (SO
4
2–) para 
o ânodo (cobre impuro).
CuSO
4(aq.)
+–
Cobre puro
(cátodo)
Cobre impuro
(ânodo)
e–e–
e–
Cu2+
Cu2+
SO2–4
 13. e
 14. a
 15. e
 16. d
 17. d
 18. b
 19. t = 100 s
 20. Ambas as afi rmações são verdadeiras.
 21. b
 22. c
 23. b
 24. b
Capítulo 4
Complementares
 9. a
 10. c
 11. a) 5 anos
b) 
28
Ni60
 12. b
 21. d
 22. a) + +H H n He1
2
Deutério
1
3
Trítio
0
1
Nêutron
2
4
Hélio
w
b) 3
1
H w 
–1
0β + 3
2
He (isótopo do áto-
mo de hélio)
 23. d 24. e
Tarefa proposta
 1. c 2. e 3. d
 4. a) 1
0
X = 1
0
n (nêutron)
b) Carbono-14 e carbono-12 são 
isótopos. Carbono-14 e nitrogê-
nio-14 são isóbaros.
 5. b
 6. a
 7. e
 8. c
 9. b
 10. d
 11. a) 
8
X18
b) 100 g
 12. b 13. b 14. e
 15. Soma = 31 (01 + 02 + 04 + 08 + 16)
 16. Soma = 11 (01 + 02 + 08)
 17. I. c
 II. d
 III. a
 IV. b
 18. b
 19. d
 20. d
 21. a
 22. b
 23. b
 24. c
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QUESTÃO
ORIENTADORA
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A
 Avaliação da pesquisa 
Depois de concluída toda a 
pesquisa e apresentação, discu-
ta se agora você é capaz de en-
tender a crise na península co-
reana, o funcionamento de um 
reator nuclear e os problemas 
ambientais provocados pelos 
acidentes relacionados à ener-
gia nuclear.
Objetivo geral de 
formação da área de 
Ciências da Natureza 
envolvido nesta pesquisa
Tomar decisões de modo pessoal 
e coletivo com autonomia, 
responsabilidade, fl exibilidade, 
resiliência e determinação, 
usando os conhecimentos 
adquiridos na escola, utilizando 
princípios éticos democráticos, 
inclusivos, sustentáveis e 
solidários.
Objetivos específi cos 
desenvolvidos
1 Analisar perturbações 
ambientais, identifi cando 
fontes, transporte e (ou) destino 
dos poluentes ou prevendo 
efeitos em sistemas naturais, 
produtivos ou sociais.
2 Compreender fenômenos 
decorrentes da interação entre 
a radiação e a matéria em suas 
manifestações em processos 
naturais ou tecnológicos, ou 
em suas implicações biológicas, 
sociais, econômicas ou 
ambientais.
3 Avaliar possibilidades de 
geração, uso ou transformação 
de energia em ambientes 
específi cos, considerando 
implicações éticas, ambientais, 
sociais e/ou econômicas.
4 Utilizar códigos e 
nomenclatura da Química 
para caracterizar materiais, 
substâncias ou transformações 
químicas.
Crise na Coreia: haverá um fim?
Tema de pesquisa
Neste capítulo estudamos as ra-
diações naturais e as interações em 
diferentes sistemas, além das desin-
tegrações radioativas e gráfi cos das 
semidesintegrações. Analisamos tam-
bém como é possível obter energia a 
partir das reações de fusão e fi ssão 
nucleares, as consequências ambien-
tais e o uso para fi ns bélicos.
Na proposta de pesquisa a seguir, 
estudaremos a geopolítica da penín-
sula coreana e os possíveis desdobra-
mentos do uso da energia nuclear em 
um confl ito armado entre a Coreia do 
Norte e a Coreia do Sul e seus aliados.
O fi lme O início do fi m (título em inglês Fat Man & Little Boy), direção: Roland Joffé, Estados 
Unidos, 1989, mostra como foi o início do projeto Manhattan que acelerou a construção das 
bombas atômicas usadas na Segunda Guerra Mundial e Fukushima – a nuclear history que mos-
tra o que aconteceu na usina nuclear de Fukushima após o terremoto seguido de tsunami. 
Em grupos, pesquisem tópicos relacionados à crise geopolítica na península coreana desde 
1953, acidentes com usinas nucleares em Three Miles Island, Chernobyl e Fukushima, além do va-
zamento acidental de radiação que ocorreu na cidade de Goiânia, em 1987. Separem reportagens 
em jornais, revistas e outros periódicos, anote, se houve dano ambiental e/ou vítimas e quais ações 
foram tomadas para minimizar os efeitos decorrentes do vazamento. Relacionem esses aconteci-
mentos à crise na Coreia, as razões e consequências do confl ito e como está a situação hoje. 
Os alunos deverão ser divididos em dois grupos. Um grupo deverá focar na questão geopo-
lítica e outro grupo na questão nuclear. O grupo da questão geopolítica deverá ser subdividido 
para tratar de temas como razões, consequências e a crise na Coreia nos dias de hoje e quais as 
perspectivas futuras para esse país. O grupo da questão nuclear deverá ser subdividido para tra-
tar temas sobre acidentes nucleares, funcionamento de reatores nucleares, e apresentar como 
está hoje o programa nuclear da Coreia do Norte e quais os planos para o futuro.
Produtos e resultados da pesquisa
1 Selecionar ao menos três reportagens envolvendo acidentes nucleares para pesquisar.
2 Entrevistar/conversar com professores de Geopolítica e/ou História para saber onde 
começou a crise na península coreana.
3 Após a seleção dos textos e a realização das entrevistas, orientem-se pelos objetivos 
específi cos fornecidos para analisar o material escolhido e produzido por vocês. Des-
taquem, por exemplo, os problemas ambientais causados nos acidentes nucleares e 
como minimizar os problemas ambientais causados por eles.
4 Elaborem um relatório com os principais pontos de cada tópico de pesquisa e façam 
uma apresentação oral.
5 Sugestão de cronograma para a pesquisa: tempo estimado para a conclusão das pesqui-
sas de texto e entrevistas: duas a três semanas; tempo estimado para a apresentação 
oral: duas aulas, no fi m do bimestre, sendo 15 a 20 minutos em média para cada grupo.
 
(A) Os especialistas podem identifi car pela cor das chamas 
qual combustível está sendo usado no míssil. (B) Pelo 
menos 116 mil pessoas foram evacuadas às pressas da 
cidade de Pripyat. (C) Lixo radioativo é transportado em 
Goiânia, após abertura de cápsula contendo césio-137.
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REVISÃO1-2 
Nome: Data:
Turma:Escola:
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Química – Eletroquímica e radioatividade
 Capítulo 1 – Número de oxidação e reações de oxirredução
 Capítulo 2 – Pilhas
 H18 Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às fi nalidades a 
que se destinam.
 1. (Vunesp)
Uma medida adotada pelo governo do estado para amenizar a crise hídrica que afeta a cidade de São Paulo envolve a 
utilização do chamado “volume morto” dos reservatórios do Sistema Cantareira. Em artigo publicado pelo jornal O Estado de 
S. Paulo, três especialistas alertam sobre os riscos trazidos por esse procedimento que pode trazer à tona poluentes deposi-
tados no fundo das represas, onde se concentram contaminantes que não são tratados por sistemas convencionais. Entre os 
poluentes citados que contaminam os mananciais há compostos inorgânicos, orgânicos altamente reativos com os sistemas 
biológicos, microbiológicos e vírus. Segundo as pesquisadores, “quanto mais baixo o nível dos reservatórios, maior é a con-
centração de poluentes, recomendando maiores cuidados”.
Disponível em: <http://sao-paulo.estadao.com.br>. (Adaptado.)
De modo geral, em sistemas aquáticos a decomposição de matéria orgânica de origem biológica, na presença de oxigênio, 
se dá por meio de um processo chamado degradação aeróbica. As equações representam reações genéricas envolvidas na 
degradação aeróbica, em que:
“MO” – Matéria Orgânica contendo nitrogênio e enxofre
(CH
2
O)
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 + nO
2
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 + nH
2
O
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2
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2
 + H
2
O + NO–
3
 + SO
4
2–
Analisando as equações apresentadas, é correto afi rmar que no processo de degradação aeróbica ocorrem reações de:
a) decomposição, em que o oxigênio não sofre alteração em seu número de oxidação. 
b) oxirredução, em que o oxigênio atua como agente redutor. 
c) decomposição, em que o oxigênio perde elétrons. 
d) oxirredução, em que o oxigênio sofre oxidação. 
e) oxirredução, em que o oxigênio atua como agente oxidante.
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100
 H23 Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específi cos, considerando implicações éticas, 
ambientais, sociais e/ou econômicas.
 2. No campo da Odontologia, as reações de oxirredução têm papel importante. O amálgama usado em obturações é obtido 
misturando uma parte de mercúrio a uma parte de liga metálica que contém prata, estanho, cobre e zinco. Com esse tipo de 
obturação, pode-se sentir um choque no dente, caso se morda, acidentalmente, um pedaço de papel-alumínio, fenômeno 
que pode ser explicado pela equação:
2Al0 + 3Sn2+ + 9Ag0 w 2Al3+ + 3Ag
3
Sn
Sabe-se que os potenciais eletroquímicos envolvidos nesse processo são:
E0 Al = –1,66 V; E0 Sn = –0,14 V; E0 Ag = 0,80 V
a) Determine o ânodo e o cátodo dessa reação.
b) Em uma célula eletrolítica baseada na prata e no estanho, como se daria o fl uxo de elétrons? Seria um fl uxo espontâ-
neo?
c) Determine a ddp da pilha alumínio/prata.
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REVISÃO
Nome: Data:
Turma:Escola:
101
Química – Eletroquímica e radioatividade
 Capítulo 3 – Eletrólise
 Capítulo 4 – Radioatividade
3-4 
 H8 Identifi car etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou 
matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos.
 1. (Vunesp)
Nas salinas, o cloreto de sódio é obtido pela evaporação 
da água do mar em uma série de tanques. No primei-
ro tanque, ocorre o aumento da concentração de sais 
na água, cristalizando-se sais de cálcio.Em outro tanque 
ocorre a cristalização de 90% do cloreto de sódio presente 
na água. O líquido sobrenadante desse tanque, conheci-
do como salmoura amarga, é drenado para outro tanque. 
É nessa salmoura que se encontra a maior concentração 
de íons Mg2+
(aq.)
, razão pela qual ela é utilizada como ponto 
de partida para a produção de magnésio metálico.
A obtenção de magnésio metálico a partir da salmoura 
amarga envolve uma série de etapas: os íons Mg2+ presen-
tes nessa salmoura são precipitados sob a forma de hidró-
xido de magnésio por adição de íons OH–. Por aquecimen-
to, esse hidróxido transforma-se em óxido de magnésio 
que, por sua vez, reage com ácido clorídrico, formando cloreto de magnésio que, após cristalizado e fundido, é submetido 
a eletrólise ígnea, produzindo magnésio metálico no cátodo e cloro gasoso no ânodo.
Dê o nome do processo de separação de misturas empregado para obter o cloreto de sódio nas salinas e informe qual é a 
propriedade específi ca dos materiais na qual se baseia esse processo. Escreva a equação da reação que ocorre na primeira 
etapa da obtenção de magnésio metálico a partir da salmoura amarga e a equação que representa a reação global que 
ocorre na última etapa, ou seja, na eletrólise ígnea do cloreto de magnésio.
Ricardo Azoury/olharimagem
(www2.uol.com.br/Sciam. Salina da região de Cabo Frio.
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102
 H17 Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas 
ou biológicas, como texto discursivo, gráfi cos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica.
 2. (Uerj) O berquélio (Bk) é um elemento químico artifi cial que sofre decaimento radioativo. No gráfi co, indica-se o compor-
tamento de uma amostra do radioisótopo 249Bk ao longo do tempo.
Sabe-se que a reação de transmutação nuclear entre o 249Bk e o 48Ca produz um novo radioisótopo e três nêutrons.
Apresente a equação nuclear dessa reação. Determine, ainda, o tempo de meia-vida, em dias, do 249 Bk e escreva a fór-
mula química do hidróxido de berquélio II. Se necessário, consulte uma tabela periódica.
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Atribua uma pontuação ao seu desempenho em cada um dos objetivos apresentados, segundo a escala: 
4 para excelente, 3 para bom, 2 para razoável e 1 para ruim.
Escala de desempenho
Agora, somando todos os pontos atribuídos, verifi que seu desempenho geral no caderno e a 
recomendação feita a você.
Entre 48 e 36 pontos, seu desempenho é satisfatório. Se julgar necessário, reveja alguns 
conteúdos para reforçar o aprendizado.
Entre 35 e 25 pontos, seu desempenho é aceitável, porém você precisa rever conteúdos 
cujos objetivos tenham sido pontuados com 2 ou 1.
Entre 24 e 12 pontos, seu desempenho é insatisfatório. É recomendável solicitar a ajuda do 
professor ou dos colegas para rever conteúdos essenciais.
Procure refl etir sobre o próprio desempenho. Somente assim você conseguirá identifi car seus erros e corrigi-los.
Avalie seu desempenho no estudo dos capítulos deste caderno por meio da escala sugerida a seguir.
103
Q
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IC
A
Autoavaliação
Número de oxidação e reações de oxirredução
4 3 2 1 Distingui com facilidade o número de oxidação de qualquer átomo presente em qualquer 
espécie química?
4 3 2 1 Identifi ca os agentes oxidante e redutor em todos os processos de oxirredução?
4 3 2 1 Consegue manipular facilmente os números de oxidação para efetuar o balanceamento 
de equações químicas de oxirredução?
Pilhas
4 3 2 1 É capaz de calcular a variação do potencial eletroquímico de uma pilha a partir dos po-
tenciais de eletrodo?
4 3 2 1 A partir dos potenciais de eletrodo consegue defi nir quais são os polos de uma célula 
galvânica?
4 3 2 1 Compreendeu qual é a função da ponte salina em uma pilha?
Eletrólise
4 3 2 1 Consegue defi nir quais são os produtos que serão formados em qualquer eletrólise, seja 
ígnea, seja aquosa?
4 3 2 1 Monta facilmente a estequiometria da quantidade de carga que circula na eletrólise em 
função da quantidade de substâncias consumida e/ou necessária?
4 3 2 1 É capaz de identifi car se determinado sistema eletroquímico é uma eletrólise ígnea ou 
aquosa?
Radioatividade
4 3 2 1 Relaciona facilmente os tipos de radiações nucleares que são emitidas por um rádionúclideo?
4 3 2 1 Olhando para uma curva de semidesintegração radioativa de determinado isótopo, con-
segue determinar qual é a sua meia vida?
4 3 2 1 É capaz de diferenciar os processos de fi ssão e fusão nucleares?
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104
Revise seu trabalho com este caderno. Com base na 
autoavaliação, anote abaixo suas conclusões: aquilo 
que aprendeu e pontos em que precisa melhorar.
 
Conclus‹o
Direção geral: Guilherme Luz
Direção editorial: Luiz Tonolli e Renata Mascarenhas
Gestão de projetos editoriais: João Carlos Puglisi (ger.), Renato Tresolavy, 
Thaís Ginícolo Cabral, João Pinhata
Edição e diagramação: Texto e Forma
Gerência de produção editorial: Ricardo de Gan Braga
Planejamento e controle de produção: Paula Godo, Adjane Oliveira 
e Mayara Crivari
Revisão: Hélia de Jesus Gonsaga (ger.), Kátia Scaff Marques (coord.), 
Rosângela Muricy (coord.), Ana Paula C. Malfa, Brenda T. de Medeiros Morais, 
Carlos Eduardo Sigrist, Célia Carvalho, Celina I. Fugyama, 
Gabriela M. de Andrade e Texto e Forma
Arte: Daniela Amaral (ger.), Catherine Saori Ishihara (coord.), 
Daniel de Paula Elias (edição de arte)
Iconografi a: Sílvio Kligin (ger.), Denise Durand Kremer (coord.), 
Monica de Souza/Tempo Composto (pesquisa iconográfi ca) 
Licenciamento de conteúdos de terceiros: Thiago Fontana (coord.), 
Tempo Composto – Monica de Souza, Catherine Bonesso, Maria Favoretto e 
Tamara Queiróz (licenciamento de textos), Erika Ramires, Luciana Pedrosa Bierbauer 
e Claudia Rodrigues (analistas adm.)
Tratamento de imagem: Cesar Wolf e Fernanda Crevin
Ilustrações: Luis Moura e Marcelo Almeida
Cartografi a: Eric Fuzii (coord.), Mouses Sagiorato (edit. arte), 
Ericson Guilherme Luciano
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Rua Gibraltar, 368 – Santo Amaro
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Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) 
(Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)
Ético Sistema de Ensino : ensino médio : livre :
química : cadernos 1 a 12 : aluno / obra 
coletiva : responsável Renato Luiz Tresolavy. -- 
1.ed. -- São Paulo : Saraiva, 2019.
Bibliografi a.
1. Química (Ensino médio) I. Tresolavy, Renato 
Luiz.
18-12930 CDD-540.7
Índices para catálogo sistemático:
1. Química : Ensino médio 540.7
2019
ISBN 978 85 5716 324 9 (AL)
Código da obra 2150673
1a edição
1a impressão
Impressão e acabamento
Uma publicação
629056
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