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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 71 da FUVEST 2003

1ª fase · Química: Pilhas e potencial de redução

Três metais foram acrescentados a soluções aquosas de nitratos metálicos, de mesma concentração, conforme indicado na tabela. O cruzamento de uma linha com uma coluna representa um experimento. Um retângulo escurecido indica que o experimento não foi realizado; o sinal (-) indica que não ocorreu reação e o sinal (+) indica que houve dissolução do metal acrescentado e precipitação do metal que estava na forma de nitrato.

Cd Co Pb
\ce{Cd(NO3)2} - -
\ce{Co(NO3)2} + -
\ce{Pb(NO3)2} + +

Cada um dos metais citados, mergulhado na solução aquosa de concentração 0{,}1\ \text{mol/L} de seu nitrato, é um eletrodo, representado por \text{Me} \mid \text{Me}^{2+}, onde \text{Me} indica o metal e \text{Me}^{2+}, o cátion de seu nitrato. A associação de dois desses eletrodos constitui uma pilha. A pilha com maior diferença de potencial elétrico e polaridade correta de seus eletrodos, determinada com um voltímetro, é a representada por

Obs:
\parallel significa ponte salina
\oplus significa pólo positivo
\ominus significa pólo negativo

  1. A
    \text{Cd} \overset{\ominus}{\mid} \text{Cd}^{2+} \parallel \text{Pb}^{2+} \overset{\oplus}{\mid} \text{Pb}
  2. B
    \text{Pb} \overset{\ominus}{\mid} \text{Pb}^{2+} \parallel \text{Cd}^{2+} \overset{\oplus}{\mid} \text{Cd}
  3. C
    \text{Cd} \overset{\ominus}{\mid} \text{Cd}^{2+} \parallel \text{Co}^{2+} \overset{\oplus}{\mid} \text{Co}
  4. D
    \text{Co} \overset{\ominus}{\mid} \text{Co}^{2+} \parallel \text{Pb}^{2+} \overset{\oplus}{\mid} \text{Pb}
  5. E
    \text{Pb} \overset{\ominus}{\mid} \text{Pb}^{2+} \parallel \text{Co}^{2+} \overset{\oplus}{\mid} \text{Co}
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Resolução comentada

O metal que reage com o cátion de outro é o mais reativo, ou seja, o que se oxida com mais facilidade.

Lendo a tabela:

  1. Cd em \ce{Co(NO3)2}: (+). Logo, Cd é mais reativo que Co.
  2. Cd em \ce{Pb(NO3)2}: (+). Logo, Cd é mais reativo que Pb.
  3. Co em \ce{Pb(NO3)2}: (+). Logo, Co é mais reativo que Pb.
  4. Cd e Co não reagem com \ce{Cd(NO3)2} e \ce{Co(NO3)2} de forma contrária, o que confirma a ordem.

Ordem de reatividade: \text{Cd} > \text{Co} > \text{Pb}.

Na pilha, o metal mais reativo se oxida (ânodo, pólo negativo) e o cátion do menos reativo se reduz (cátodo, pólo positivo). A ddp é maior quando os metais estão mais distantes na fila, isto é, Cd e Pb.

Portanto, o par de maior ddp é Cd/Pb, com Cd no pólo negativo (oxidação: \ce{Cd -> Cd^2+ + 2e-}) e Pb no pólo positivo (redução: \ce{Pb^2+ + 2e- -> Pb}).

Essa é a pilha \text{Cd} \mid \text{Cd}^{2+} \parallel \text{Pb}^{2+} \mid \text{Pb}, com Cd negativo e Pb positivo.

Alternativa A.

Pegadinha: As alternativas B e A usam o mesmo par Cd/Pb, de maior ddp; só a polaridade correta (Cd negativo) distingue a certa da errada.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BTem os pares certos (Cd e Pb), mas a polaridade está invertida: Pb não pode ser o pólo negativo.
  • CPolaridade correta, mas Cd/Co têm menor ddp que Cd/Pb, pois estão mais próximos na fila de reatividade.
  • DPolaridade correta, mas Co/Pb tem ddp menor que Cd/Pb.
  • EPolaridade invertida e par de ddp menor: Co é mais reativo que Pb, então Co seria o pólo negativo.

Assunto: Pilhas e potencial de redução.

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Ver como caiu na prova Questão 71 no caderno V da FUVEST 2003

Fonte: FUVEST 2003. Prova oficial ↗