Questão 58 da FUVEST 2024

1ª fase

No processo de compra e venda de artigos de ouro, é comum testar os objetos para verificar se eles realmente são feitos de ouro ou se são alguma falsificação feita com metais menos nobres. Esse teste pode ser feito adicionando um pequeno volume de ácido forte concentrado às raspas do objeto a ser testado, conforme figura a seguir. Caso o objeto seja feito com ouro, as raspas permanecem visíveis, enquanto as raspas de falsificações são dissolvidas.

Fotografias de um teste químico sobre uma superfície escura contendo raspas rotuladas como "falsificação" à esquerda e "ouro" à direita. À esquerda, ambas as raspas metálicas estão visíveis. Uma seta horizontal apontando para a direita, com a indicação "H⁺" acima e "Δt=5s" abaixo, leva à segunda fotografia, na qual uma faixa escura indica o "ácido adicionado", cobrindo a região das raspas: a raspa de falsificação desapareceu (foi dissolvida), enquanto a raspa de ouro permanece visível sob o líquido.

Considerando apenas o potencial de redução padrão, qual das alternativas apresenta um material que poderia gerar um falso positivo para o objeto de ouro no teste descrito?

Note e adote:
\ce{Mg^2+ + 2e- <=> Mg^0} \text{E}^\circ = -2{,}37\text{ V}
\ce{A\ell^3+ + 3e- <=> A\ell^0} \text{E}^\circ = -1{,}66\text{ V}
\ce{Fe^2+ + 2e- <=> Fe^0} \text{E}^\circ = -0{,}44\text{ V}
\ce{2H+ + 2e- <=> H2} \text{E}^\circ = 0{,}00\text{ V}
\ce{Pt^2+ + 2e- <=> Pt^0} \text{E}^\circ = +1{,}20\text{ V}
\ce{Au^3+ + 3e- <=> Au^0} \text{E}^\circ = +1{,}50\text{ V}
\ce{F2 + 2e- <=> 2F-} \text{E}^\circ = +2{,}87\text{ V}
  1. A
    \ce{Mg}
  2. B
    \text{A}\ell
  3. C
    \ce{Fe}
  4. D
    \ce{Pt}
  5. E
    \ce{F2}
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Resolução comentada

O teste funciona assim: o ácido fornece \ce{H+}, que atua como agente oxidante (\ce{2H+ + 2e- -> H2}, E^\circ = 0{,}00\ \text{V}). Um metal só é dissolvido se for oxidado pelo \ce{H+}, e isso só é espontâneo se o E^\circ de redução do metal for menor que o do hidrogênio.

Para cada metal, \Delta E^\circ = E^\circ_{\text{reduz}} - E^\circ_{\text{oxida}} = 0{,}00 - E^\circ_{\text{metal}}:

  1. \ce{Mg}: 0{,}00 - (-2{,}37) = +2{,}37\ \text{V}, dissolve.
  2. \ce{Al}: 0{,}00 - (-1{,}66) = +1{,}66\ \text{V}, dissolve.
  3. \ce{Fe}: 0{,}00 - (-0{,}44) = +0{,}44\ \text{V}, dissolve.
  4. \ce{Pt}: 0{,}00 - (+1{,}20) = -1{,}20\ \text{V}, não ocorre, então a raspa permanece, como a de ouro.

O ouro resiste porque seu E^\circ (+1{,}50\ \text{V}) é maior que o do \ce{H+}. A platina também tem E^\circ maior que o do hidrogênio, então não é atacada e daria falso positivo.

O \ce{F2} não é um metal em raspas; é uma substância oxidante forte (já está no lado de quem se reduz) e nem se aplicaria ao teste de dissolução de raspas.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO Mg tem E° muito negativo (−2,37 V), é oxidado pelo H⁺ e se dissolve, revelando a falsificação.
  • BO Al tem E° = −1,66 V, menor que o do H⁺, então é dissolvido pelo ácido.
  • CO Fe tem E° = −0,44 V, menor que o do H⁺, então também é dissolvido.
  • EO F₂ tem E° alto, mas não é um metal em raspas; é oxidante forte, e não um material que resiste ao ácido como o ouro.

Assuntos: potencial de redução, eletroquímica, reatividade de metais.

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