PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 33 do IME 2018

Prova objetiva · Química · Química: Pilhas e potencial de redução

Considere que a reação abaixo ocorra em uma pilha.

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

Assinale a alternativa que indica o valor correto do potencial padrão dessa pilha.

Dados: \ce{Fe^{++} -> Fe^{+++} + e^-} \quad \text{E}^0 = -0{,}77\text{ V}
\ce{Cu^{++} + 2e^- -> Cu} \quad \text{E}^0 = +0{,}34\text{ V}

  1. A
    +1{,}20\text{ V}
  2. B
    -0{,}43\text{ V}
  3. C
    +1{,}88\text{ V}
  4. D
    -1{,}20\text{ V}
  5. E
    +0{,}43\text{ V}
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Resolução comentada

O potencial padrão da pilha é \Delta E^0 = E^0_{\text{red, cátodo}} - E^0_{\text{red, ânodo}}, ou seja, a soma do potencial de redução da espécie que reduz com o potencial de oxidação da espécie que oxida.

O primeiro passo é ler os dados com cuidado. A semirreação do ferro vem escrita como oxidação (\ce{Fe^{++} -> Fe^{+++} + e^-}), com E^0 = -0{,}77\ \text{V}. Então o potencial de redução do par \ce{Fe^{+++}/Fe^{++}} é +0{,}77\ \text{V}.

Na reação da pilha:

  • \ce{Fe^{+++}} é reduzido a \ce{Fe^{++}} (cátodo): E^0_{\text{red}} = +0{,}77\ \text{V};
  • \ce{Cu} é oxidado a \ce{Cu^{++}} (ânodo): o dado de redução do cobre é +0{,}34\ \text{V}.

Cálculo:

\Delta E^0 = E^0_{\text{cátodo}} - E^0_{\text{ânodo}} = 0{,}77 - 0{,}34 = +0{,}43\ \text{V}

O valor é positivo, então a reação é espontânea, como deve ser em uma pilha. Multiplicar a semirreação do ferro por 2 não altera o potencial, pois ele é uma propriedade intensiva.

Alternativa E.

Pegadinha: A semirreação do ferro é dada como oxidação com -0{,}77 V; quem a trata como redução erra o sinal, e quem multiplica por 2 também se engana.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AUsa -0{,}77 como se fosse potencial de redução do ferro e faz 0{,}34 - (-0{,}77) errado, ou combina valores sem inverter corretamente, chegando a 1,20 V.
  • BInverte a ordem da subtração (0,34 − 0,77), obtendo valor negativo e uma reação não espontânea.
  • CMultiplica o potencial do ferro por 2 (ou soma indevidamente), o que não se faz com potenciais.
  • DSoma os dois valores dados com sinal negativo, sem interpretar qual semirreação é de oxidação.

Assunto: Pilhas e potencial de redução.

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Fonte: IME 2018 · Prova objetiva. Prova oficial ↗