Questão 25 da FUVEST 2007

1ª fase

A cúpula central da Basílica de Aparecida do Norte receberá novas chapas de cobre que serão envelhecidas artificialmente, pois, expostas ao ar, só adquiririam a cor verde das chapas atuais após 25 anos. Um dos compostos que conferem cor verde às chapas de cobre, no envelhecimento natural, é a malaquita, \ce{CuCO3 \cdot Cu(OH)2}. Dentre os constituintes do ar atmosférico, são necessários e suficientes para a formação da malaquita:

  1. A
    nitrogênio e oxigênio.
  2. B
    nitrogênio, dióxido de carbono e água.
  3. C
    dióxido de carbono e oxigênio.
  4. D
    dióxido de carbono, oxigênio e água.
  5. E
    nitrogênio, oxigênio e água.
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Resolução comentada

A malaquita, \ce{CuCO3 \cdot Cu(OH)2}, contém cobre, carbonato (\ce{CO3^{2-}}) e hidróxido (\ce{OH^-}). O cobre metálico das chapas precisa ser oxidado a \ce{Cu^{2+}}, e os demais íons precisam vir do ar.

  1. Oxidação do cobre: o \ce{Cu} metálico vira \ce{Cu^{2+}} e perde elétrons. Quem recebe esses elétrons é o oxigênio (\ce{O2}), o oxidante do ar. Logo, o \ce{O2} é necessário.

  2. Carbonato: vem do dióxido de carbono, \ce{CO2}, que em meio aquoso forma \ce{H2CO3} e depois \ce{CO3^{2-}}. Logo, o \ce{CO2} é necessário.

  3. Hidróxido: o \ce{OH^-} vem da água, presente como umidade do ar. Logo, a \ce{H2O} é necessária.

Reação global:

\ce{2 Cu + O2 + CO2 + H2O -> CuCO3 \cdot Cu(OH)2}

Conferindo o balanço: à esquerda há 2 Cu, 2 + 2 + 1 = 5 O e 2 H, além de 1 C; à direita, \ce{CuCO3} tem 3 O e \ce{Cu(OH)2} tem 2 O, somando 5 O, 2 H, 1 C e 2 Cu. Fecha.

O nitrogênio (\ce{N2}) não aparece na fórmula e é pouco reativo, então não é necessário. Os três componentes necessários e suficientes são \ce{CO2}, \ce{O2} e \ce{H2O}.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Ainclui o nitrogênio, que não faz parte da malaquita, e omite CO2 e água.
  • Binclui o nitrogênio e omite o oxigênio, necessário para oxidar o cobre.
  • Comite a água, que fornece o hidróxido da malaquita.
  • Eusa nitrogênio e omite o CO2, fonte do carbonato.

Assuntos: reações de oxirredução, corrosão do cobre, composição do ar.

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