FCMSJF 2016/1

Solução passo a passo

1. Identificando os eletrodos

• A moeda parcialmente oxidada é ligada ao polo negativo da bateria. Portanto ela é o cátodo (ocorre redução).
• O bastão de grafite é ligado ao polo positivo da bateria. Portanto ele é o ânodo (ocorre oxidação).

2. Reações possíveis

No cátodo (moeda) acontecem reduções. As espécies com maior tendência a ganhar elétrons são:

• Cu2+(aq) + 2e− \(\rightarrow\) Cu(s)   \(E^{0}=+0{,}34\,\text{V}\)
• 2 H2O + 2e− \(\rightarrow\) H2(g) + 2 OH−(aq)   \(E^{0}=−0{,}83\,\text{V}\)

Como a redução do cobre é muito mais fácil, ela prevalece.

No ânodo (grafite) ocorrem oxidações. As espécies com maior tendência a perder elétrons são:

• 2 H2O \(\rightarrow\) O2(g)+4 H+ + 4e−   \(E^{0}=+1{,}23\,\text{V}\)
• SO42− \(\rightarrow\) nenhuma oxidação viável em condições comuns.

Assim, a água é oxidada e libera prótons (H+).

3. Analisando as afirmações

I) Verdadeira. A reação no cátodo é justamente \(\text{Cu}^{2+}(aq)+2e^{-}\rightarrow\text{Cu}(s)\), depositando cobre metálico sobre a moeda.

II) Verdadeira. No ânodo: \(2\,\text{H}_{2}\text{O}\rightarrow\text{O}_{2}(g)+4\,\text{H}^{+}+4e^{-}\). Os íons H+ formados combinam-se com SO42− presentes na solução, originando \(\text{H}_{2}\text{SO}_{4}\). A solução, portanto, fica mais ácida.

III) Falsa. O ânodo de grafite é inerte. Não há deposição de impurezas nele; ocorre apenas a evolução de O2. As impurezas solúveis permanecem na solução.

4. Gabarito

Somente as afirmativas I e II estão corretas.

Alternativa D