Questão 94 do ENEM PPL 2019

2º dia · Ciências da Natureza

Algumas moedas utilizam cobre metálico em sua composição. Esse metal, ao ser exposto ao ar úmido, na presença de \ce{CO2}, sofre oxidação formando o zinabre, um carbonato básico de fórmula \ce{Cu2(OH)2CO3}, que é tóxico ao homem e, portanto, caracteriza-se como um poluente do meio ambiente. Com o objetivo de reduzir a contaminação com o zinabre, diminuir o custo de fabricação e aumentar a durabilidade das moedas, é comum utilizar ligas resultantes da associação do cobre com outro elemento metálico.

A propriedade que o metal associado ao cobre deve apresentar para impedir a formação de zinabre nas moedas é, em relação ao cobre,

  1. A
    maior caráter ácido.
  2. B
    maior número de oxidação.
  3. C
    menor potencial de redução.
  4. D
    menor capacidade de reação.
  5. E
    menor número de elétrons na camada de valência.
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Resolução comentada

O zinabre se forma quando o cobre sofre oxidação, ou seja, perde elétrons. Para impedir isso, o metal associado ao cobre deve funcionar como metal de sacrifício: ele se oxida no lugar do cobre.

Quem se oxida com mais facilidade é o metal com menor potencial de redução. Isso porque o potencial de redução mede a tendência de a espécie ganhar elétrons. Quanto menor ele for, maior é a tendência de a espécie perder elétrons.

  1. O cobre tem E^\circ_{red}(\ce{Cu^2+}/\ce{Cu}) = +0{,}34\ \text{V}.
  2. Um metal como o zinco tem E^\circ_{red} = -0{,}76\ \text{V}, menor que o do cobre.
  3. Na liga, o metal de menor potencial de redução se oxida primeiro e cede elétrons ao cobre, que permanece reduzido (metálico).
  4. Assim, o zinabre não se forma, pois o cobre não é oxidado.

As demais propriedades não se relacionam com a tendência de oxidação relativa. O caráter ácido de um metal, o número de oxidação e o número de elétrons na camada de valência não indicam quem se oxida antes. Já uma "menor capacidade de reação" tornaria o metal mais nobre que o cobre, o que não protegeria o cobre.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ACaráter ácido não é o critério: metais formam óxidos básicos ou anfóteros, e a proteção depende da facilidade de oxidação.
  • BO número de oxidação não determina qual metal se oxida primeiro.
  • DUm metal menos reativo seria mais nobre que o cobre e não o protegeria; é preciso um mais reativo.
  • EO número de elétrons de valência não define, por si só, a tendência de oxidação relativa ao cobre.

Assuntos: potencial de redução, metal de sacrifício, oxirredução.

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