PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 56 da UFPR 2023

1ª fase

Peças de cobre recobertas por filme de chumbo, oriundas de resíduos industriais, devem ser tratadas. Para tanto, o chumbo deve ser removido por meio de corrosão com uma solução oxidante, sem atacar a parte de cobre. A tabela a seguir apresenta os dados eletroquímicos de alguns reagentes disponíveis para o tratamento, além de dados do cobre e do chumbo:

Semirreação de redução E^0 / V
\ce{[Co(NH3)6]^3+(aq) + e^- -> [Co(NH3)6]^2+(aq)} +0,11
\ce{Cu^2+(aq) + 2e^- -> Cu(s)} +0,34
\ce{2H+(aq) + 2e^- -> H2(g)} 0,00
\ce{[IrCl6]^2-(aq) + e^- -> [IrCl6]^3-(aq)} +0,87
\ce{Ni^2+(aq) + 2e^- -> Ni(s)} -0,26
\ce{Pb^2+(aq) + 2e^- -> Pb(s)} -0,13
\ce{Zn^2+(aq) + 2e^- -> Zn(s)} -0,76

Considerando as informações apresentadas, os agentes oxidantes que corroerão somente o chumbo das peças são:

  1. A
    \ce{Ni^2+(aq)} e \ce{Zn^2+(aq)}.
  2. B
    \ce{Zn^2+(aq)} e \ce{[IrCl6]^2-(aq)}.
  3. C
    \ce{[Co(NH3)6]^3+(aq)} e \ce{H+(aq)}.
  4. D
    \ce{[IrCl6]^2-(aq)}, \ce{[Co(NH3)6]^3+(aq)} e \ce{H+(aq)}.
  5. E
    \ce{Ni^2+(aq)}, \ce{Zn^2+(aq)}, \ce{[Co(NH3)6]^3+(aq)} e \ce{H+(aq)}.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Um oxidante só oxida uma espécie se o potencial de redução dele for maior que o da espécie que seria oxidada. Assim, o ΔE° da reação precisa ser positivo: \Delta E^0 = E^0_{\text{oxidante}} - E^0_{\text{espécie oxidada}}.\n\nQueremos oxidar o Pb (E° de redução = -0{,}13\ \text{V}) sem oxidar o Cu (E° de redução = +0{,}34\ \text{V}). Logo, o oxidante deve ter E° entre esses dois valores:\n\n

-0{,}13\ \text{V} < E^0_{\text{oxidante}} < +0{,}34\ \text{V}
\n\nTestando cada espécie:\n\n1. \ce{[Co(NH3)6]^3+}: +0{,}11\ \text{V}, está no intervalo. Oxida o Pb, mas não o Cu.\n2. \ce{H+}: 0{,}00\ \text{V}, está no intervalo. Oxida o Pb, mas não o Cu.\n3. \ce{[IrCl6]^2-}: +0{,}87\ \text{V}, é maior que +0{,}34\ \text{V}. Oxida também o Cu, então não serve.\n4. \ce{Ni^2+}: -0{,}26\ \text{V}, é menor que -0{,}13\ \text{V}. Não oxida nem o Pb.\n5. \ce{Zn^2+}: -0{,}76\ \text{V}. Também não oxida o Pb.\n6. \ce{Cu^2+} não é opção, pois oxidaria o Pb mas depositaria cobre; ele não aparece nas alternativas.\n\nPortanto, os agentes que corroem somente o chumbo são \ce{[Co(NH3)6]^3+} e \ce{H+}.\n\nAlternativa C.

Pegadinha: A alternativa D engana quem pensa que 'quanto maior o potencial, melhor', esquecendo que o [IrCl6]²⁻ também corroeria o cobre.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ANi²⁺ e Zn²⁺ têm E° menor que o do Pb²⁺, então não oxidam nem o chumbo.
  • BZn²⁺ não oxida o Pb e o [IrCl6]²⁻ (+0,87 V) também ataca o cobre.
  • DInclui o [IrCl6]²⁻, forte demais: oxida o cobre além do chumbo.
  • EInclui Ni²⁺ e Zn²⁺, que não têm potencial suficiente para oxidar o Pb.

Assuntos: potencial de redução, pilhas e eletroquímica, agente oxidante.

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Fonte: UFPR 2023 · 1ª fase. Prova oficial ↗