Questão 78 (1º semestre) da UFG 2009

Question

A corrosão de dutos é um sério problema na exploração do petróleo no mar. Uma alternativa simples para evitá-la é ligar os dutos a um metal de sacrifício. Considerando que os dutos utilizados em uma plataforma de exploração sejam de ferro, qual deve ser o metal adequado para evitar a corrosão?

Potenciais padrão a 298K
\ce{Fe^{2+}/Fe}: -0{,}44\text{V}	\ce{Al^{3+}/Al}: -1{,}66\text{V}
\ce{Pb^{2+}/Pb}: -0{,}13\text{V}	\ce{Ag+/Ag}: +0{,}80\text{V}
\ce{Be^{2+}/Be}: -1{,}87\text{V}	\ce{Au^{2+}/Au}: +1{,}69

A
Alumínio
B
Berílio
C
Chumbo
D
Ouro
E
Prata

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 78 (1º semestre) da UFG 2009

1º semestre · Química: Corrosão e proteção de metais

A corrosão de dutos é um sério problema na exploração do petróleo no mar. Uma alternativa simples para evitá-la é ligar os dutos a um metal de sacrifício. Considerando que os dutos utilizados em uma plataforma de exploração sejam de ferro, qual deve ser o metal adequado para evitar a corrosão?

Potenciais padrão a 298K
\ce{Fe^{2+}/Fe}: -0{,}44\text{V}	\ce{Al^{3+}/Al}: -1{,}66\text{V}
\ce{Pb^{2+}/Pb}: -0{,}13\text{V}	\ce{Ag+/Ag}: +0{,}80\text{V}
\ce{Be^{2+}/Be}: -1{,}87\text{V}	\ce{Au^{2+}/Au}: +1{,}69

A
Alumínio
B
Berílio
C
Chumbo
D
Ouro
E
Prata

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Resolução comentada

O metal de sacrifício deve oxidar-se mais facilmente que o ferro: ele perde elétrons e é consumido, enquanto o duto fica protegido. Esse metal funciona como ânodo, e o ferro, como cátodo.

A tabela apresenta potenciais padrão de redução. Quanto mais negativo esse potencial, menor a tendência de sofrer redução e maior a tendência do metal de sofrer oxidação. Portanto, procuramos um valor inferior ao do ferro, -0{,}44\ \text{V}.

O berílio apresenta o menor potencial da tabela, -1{,}87\ \text{V}. Sua oxidação é:

\ce{Be -> Be^{2+} + 2e-}

Considerando os pares ferro e berílio, o potencial padrão da associação é:

E^\circ = -0{,}44-(-1{,}87)=+1{,}43\ \text{V}

O resultado positivo indica que a oxidação do berílio associada à redução de íons de ferro é espontânea nas condições padrão.

Há uma ambiguidade no enunciado: o alumínio, com potencial de -1{,}66\ \text{V}, também satisfaz o critério eletroquímico para proteger o ferro. Assim, os dados não tornam o berílio a única opção adequada. Se o critério pretendido é escolher o metal com menor potencial de redução, a resposta é Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

ATambém satisfaz o critério de proteção do ferro; só é descartada se a intenção for escolher o menor potencial de redução da tabela.
CTem potencial de redução maior que o do ferro, favorecendo a oxidação do duto em vez de protegê-lo.
DTem potencial de redução maior que o do ferro e não atua como metal de sacrifício nessa associação.
ETem potencial de redução maior que o do ferro, deixando o ferro como o metal que se oxida preferencialmente.

Assuntos: Corrosão e proteção de metais, Pilhas e potencial de redução.

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Questão 78 no caderno 1ª etapa da UFG 2009

Fonte: UFG 2009 · 1º semestre · 1ª etapa. Prova oficial ↗