Questão 21 da FUVEST 2007

Question

O cientista e escritor Oliver Sacks, em seu livro Tio Tungstênio, nos conta a seguinte passagem de sua infância: “Ler sobre [Humphry] Davy e seus experimentos estimulou-me a fazer diversos outros experimentos eletroquímicos... Devolvi o brilho às colheres de prata de minha mãe colocando-as em um prato de alumínio com uma solução morna de bicarbonato de sódio [\ce{NaHCO3}]”.

Pode-se compreender o experimento descrito, sabendo-se que

objetos de prata, quando expostos ao ar, enegrecem devido à formação de \ce{Ag2O} e \ce{Ag2S} (compostos iônicos).
as espécies químicas \ce{Na+}, \ce{Al^{3+}} e \ce{Ag+} têm, nessa ordem, tendência crescente para receber elétrons.

Assim sendo, a reação de oxirredução, responsável pela devolução do brilho às colheres, pode ser representada por:

A
\ce{3 Ag+ + Al^{\text{o}} -> 3 Ag^{\text{o}} + Al^{3+}}
B
\ce{Al^{3+} + 3 Ag^{\text{o}} -> Al^{\text{o}} + 3 Ag+}
C
\ce{Ag^{\text{o}} + Na+ -> Ag+ + Na^{\text{o}}}
D
\ce{Al^{\text{o}} + 3 Na+ -> Al^{3+} + 3 Na^{\text{o}}}
E
\ce{3 Na^{\text{o}} + Al^{3+} -> 3 Na+ + Al^{\text{o}}}

Answer 1

Questão 21 da FUVEST 2007

1ª fase

O cientista e escritor Oliver Sacks, em seu livro Tio Tungstênio, nos conta a seguinte passagem de sua infância: “Ler sobre [Humphry] Davy e seus experimentos estimulou-me a fazer diversos outros experimentos eletroquímicos... Devolvi o brilho às colheres de prata de minha mãe colocando-as em um prato de alumínio com uma solução morna de bicarbonato de sódio [\ce{NaHCO3}]”.

Pode-se compreender o experimento descrito, sabendo-se que

objetos de prata, quando expostos ao ar, enegrecem devido à formação de \ce{Ag2O} e \ce{Ag2S} (compostos iônicos).
as espécies químicas \ce{Na+}, \ce{Al^{3+}} e \ce{Ag+} têm, nessa ordem, tendência crescente para receber elétrons.

Assim sendo, a reação de oxirredução, responsável pela devolução do brilho às colheres, pode ser representada por:

A
\ce{3 Ag+ + Al^{\text{o}} -> 3 Ag^{\text{o}} + Al^{3+}}
B
\ce{Al^{3+} + 3 Ag^{\text{o}} -> Al^{\text{o}} + 3 Ag+}
C
\ce{Ag^{\text{o}} + Na+ -> Ag+ + Na^{\text{o}}}
D
\ce{Al^{\text{o}} + 3 Na+ -> Al^{3+} + 3 Na^{\text{o}}}
E
\ce{3 Na^{\text{o}} + Al^{3+} -> 3 Na+ + Al^{\text{o}}}

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Resolução comentada

O escurecimento da prata ocorre porque ela se oxida: aparecem \ce{Ag2O} e \ce{Ag2S}, nos quais a prata está como \ce{Ag+}. Para devolver o brilho, é preciso reverter isso, ou seja, reduzir o \ce{Ag+} de volta a \ce{Ag^{o}} (prata metálica).

Quem reduz é a espécie com maior tendência a receber elétrons. Pela ordem dada, \ce{Na+} < \ce{Al^{3+}} < \ce{Ag+}, então o \ce{Ag+} é o que mais facilmente recebe elétrons. Ele só pode receber elétrons de uma espécie que tenha tendência maior a doá-los.

No prato de alumínio, o metal \ce{Al^{o}} tem menos tendência a ser reduzido que o \ce{Ag+}, então age como doador de elétrons (se oxida):

Oxidação: \ce{Al^{o} -> Al^{3+} + 3 e-}
Redução: \ce{Ag+ + e- -> Ag^{o}} (multiplicada por 3 para igualar os elétrons)
Soma: \ce{3 Ag+ + Al^{o} -> 3 Ag^{o} + Al^{3+}}

Assim, o alumínio se dissolve como \ce{Al^{3+}} e a prata volta ao estado metálico na superfície da colher, recuperando o brilho. A solução de bicarbonato serve apenas como meio condutor (eletrólito).

As demais reações exigiriam que \ce{Ag^{o}} ou \ce{Na^{o}} reduzissem espécies com maior tendência à redução do que a deles, contrariando a ordem dada.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

BInverte o sentido: a prata metálica reduziria o \ce{Al^{3+}}, mas o \ce{Ag+} é quem tem maior tendência a receber elétrons.
COxida a prata, o que escureceria a colher em vez de limpá-la, e reduz o \ce{Na+}, que tem a menor tendência a receber elétrons.
DO alumínio metálico não reduz o \ce{Na+}, pois o \ce{Na+} recebe elétrons menos que o \ce{Al^{3+}}; além disso, não envolve a prata.
EO sódio metálico reduziria o \ce{Al^{3+}} e não envolve a prata, que é o que precisa ser restaurada.

Assuntos: oxirredução, reatividade de metais, eletroquímica.

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