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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 15 do ENEM 2009

1º dia · Ciências da Natureza · Química: Eletrólise

Para que apresente condutividade elétrica adequada a muitas aplicações, o cobre bruto obtido por métodos térmicos é purificado eletroliticamente. Nesse processo, o cobre bruto impuro constitui o ânodo da célula, que está imerso em uma solução de \ce{CuSO4}. À medida que o cobre impuro é oxidado no ânodo, íons \ce{Cu^{2+}} da solução são depositados na forma pura no cátodo. Quanto às impurezas metálicas, algumas são oxidadas, passando à solução, enquanto outras simplesmente se desprendem do ânodo e se sedimentam abaixo dele. As impurezas sedimentadas são posteriormente processadas, e sua comercialização gera receita que ajuda a cobrir os custos do processo. A série eletroquímica a seguir lista o cobre e alguns metais presentes como impurezas no cobre bruto de acordo com suas forças redutoras relativas.

Série eletroquímica mostrando, de cima para baixo, os elementos: Ouro, Platina, Prata, Cobre, Chumbo, Níquel e Zinco, acompanhados por uma seta vertical apontando para baixo indicando o sentido de aumento da Força redutora.

Entre as impurezas metálicas que constam na série apresentada, as que se sedimentam abaixo do ânodo de cobre são

  1. A
    Au, Pt, Ag, Zn, Ni e Pb.
  2. B
    Au, Pt e Ag.
  3. C
    Zn, Ni e Pb.
  4. D
    Au e Zn.
  5. E
    Ag e Pb.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Força redutora é a tendência de um metal perder elétrons, ou seja, de se oxidar. Na série, ela aumenta de cima para baixo: ouro, platina e prata estão acima do cobre e são menos redutores que ele; chumbo, níquel e zinco estão abaixo e são mais redutores.

No ânodo, aplica-se um potencial que oxida o cobre:

\ce{Cu -> Cu^{2+} + 2e^-}

Analise cada grupo de impurezas:

  1. Metais mais redutores que o cobre (Pb, Ni, Zn) oxidam-se com mais facilidade que ele. Assim, também são oxidados no ânodo e passam para a solução como íons. Não sedimentam.
  2. Metais menos redutores que o cobre (Ag, Pt, Au) oxidam-se com mais dificuldade. Nas condições em que o cobre é oxidado, eles não perdem elétrons. Conforme o cobre ao redor se dissolve, essas partículas metálicas se soltam do ânodo e se depositam no fundo da célula.

Portanto, as impurezas que sedimentam são as que ficam acima do cobre na série: ouro, platina e prata. Como contêm metais valiosos, sua venda ajuda a pagar o processo, como diz o texto.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Ainclui todos os metais da série, mas Zn, Ni e Pb são mais redutores que o cobre e se dissolvem na solução.
  • Cinverte a lógica: Zn, Ni e Pb são oxidados e passam à solução, não sedimentam.
  • Dmistura Au, que sedimenta, com Zn, que se oxida e vai para a solução.
  • EAg sedimenta, mas Pb é mais redutor que o cobre e se oxida no ânodo.

Assunto: Eletrólise.

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