PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 14 (2º dia · Grupo 2) da 2ª etapa da UFG 2004
Objetos de prata, com o tempo, escurecem e perdem o brilho. A utilização de uma solução salina e de um metal podem restaurar o brilho original da prata. Dados os potenciais-padrão de redução, a seguir, responda:
| \ce{Ag+/Ag} | \text{E}^\circ = +0{,}30\text{V} | \ce{Zn^{2+}/Zn} | \text{E}^\circ = -0{,}76\text{V} |
|---|---|---|---|
| \ce{Fe^{2+}/Fe} | \text{E}^\circ = -0{,}44\text{V} | \ce{Al^{3+}/Al} | \text{E}^\circ = -1{,}66\text{V} |
a) Qual metal seria mais eficiente na restauração do brilho da prata? Justifique. (3,0 pontos)
b) Escreva a equação que representa a reação com o metal escolhido em (a) e o valor do potencial-padrão da reação. (2,0 pontos)
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Resolução comentada
Resolução comentada
a) O escurecimento da prata é a formação de \ce{Ag2S} na superfície. Para devolver o brilho, é preciso reduzir o \ce{Ag+} do sulfeto a \ce{Ag} metálico. A solução salina funciona como eletrólito, e o outro metal é o que se oxida, doando elétrons.
A reação é espontânea quando \Delta E^\circ = E^\circ_{\text{red (maior)}} - E^\circ_{\text{red (menor)}} > 0. O metal mais eficiente é o que tem o menor potencial de redução, ou seja, o que se oxida com mais facilidade. Isso dá a maior \Delta E^\circ e a maior tendência à reação:
- Fe: \Delta E^\circ = 0{,}30 - (-0{,}44) = +0{,}74\ \text{V}
- Zn: \Delta E^\circ = 0{,}30 - (-0{,}76) = +1{,}06\ \text{V}
- Al: \Delta E^\circ = 0{,}30 - (-1{,}66) = +1{,}96\ \text{V}
Todos os três reduzem a prata, mas o alumínio tem o menor potencial de redução (−1,66 V) e a maior diferença de potencial.
O metal mais eficiente é o alumínio, pois é o que tem o menor potencial de redução (maior poder redutor) e, portanto, a maior \Delta E^\circ com a prata.
b) O alumínio se oxida e o íon prata se reduz. Para igualar os elétrons, multiplicamos a semirreação da prata por 3 e a do alumínio por 1:
- Oxidação: \ce{Al -> Al^{3+} + 3e-}
- Redução: \ce{3Ag+ + 3e- -> 3Ag}
- Soma: \ce{Al + 3Ag+ -> Al^{3+} + 3Ag}
No objeto, o \ce{Ag+} vem do \ce{Ag2S}, e o enxofre acaba como íon sulfeto, que não participa da transferência de elétrons.
O potencial-padrão da reação é:
O valor positivo confirma que a reação é espontânea.
\ce{Al + 3Ag+ -> Al^{3+} + 3Ag}, com \Delta E^\circ = +1{,}96\ \text{V}.
Assuntos: Pilhas e potencial de redução, Reações de oxirredução e balanceamento redox.
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Fonte: UFG 2ª etapa 2004 · 2º dia · Grupo 2. Prova oficial ↗