Cesgranrio · Transpetro · Profissional de Nível Médio Júnior, ênfase Dutos e Terminais · 2023 · questão 42

Cesgranrio Transpetro 2023 Química · Reações de óxido-redução

Questão 42

Ao se inserir um pedaço de ferro metálico em uma solução aquosa de sulfato de cobre, observa-se a formação espontânea de uma camada acobreada na superfície da placa de ferro.

Sobre essa reação, verifica-se que o

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Resposta da banca: A

Resolução comentada

Situar o problema antes de calcular.

Assunto

Eletroquímica — reação espontânea de deslocamento entre ferro metálico e íons cobre.

Objetivo

Dizer o que acontece quando ferro metálico mergulha em solução de sulfato de cobre e fica acobreado. O que está em jogo é ler a evidência: se cobre metálico se deposita, os íons Cu²⁺ receberam elétrons, e quem os deu foi o ferro, que se oxidou.

Conceitos para revisar

Oxidação e redução

Oxidar é perder elétrons; reduzir é ganhar. Numa reação de oxirredução as duas coisas acontecem juntas: os elétrons que um perde, o outro ganha.

\[\mathrm{Fe} \rightarrow \mathrm{Fe^{2+}} + 2\,e^{-} \qquad \mathrm{Cu^{2+}} + 2\,e^{-} \rightarrow \mathrm{Cu}\]

primeiraoxidação do ferro

segundaredução do cobre

Reação de deslocamento

Um metal mais reativo desloca da solução o íon de um metal menos reativo. O ferro está acima do cobre na fila de reatividade, e por isso a reação é espontânea.

\[\mathrm{Fe_{(s)}} + \mathrm{Cu^{2+}_{(aq)}} \rightarrow \mathrm{Fe^{2+}_{(aq)}} + \mathrm{Cu_{(s)}}\]

\(\mathrm{Fe_{(s)}}\)o metal mais reativo, que se oxida

\(\mathrm{Cu_{(s)}}\)a camada acobreada observada

Potencial de redução

A espécie de maior potencial de redução é a que se reduz na reação espontânea. O cobre se reduziu, então o potencial de redução do Cu²⁺/Cu é maior que o do Fe²⁺/Fe.

\[E^{0}(\mathrm{Cu^{2+}/Cu}) > E^{0}(\mathrm{Fe^{2+}/Fe})\]

\(E^{0}\)potencial padrão de redução

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