Mackenzie 2010/2

Para identificar quais afirmações estão corretas, é necessário compreender o funcionamento de uma cuba eletrolítica de galvanoplastia, bem como aplicar as leis de Faraday para o cálculo da massa depositada.

1. Identificação de ânodo e cátodo
• Na galvanoplastia, o objeto a ser recoberto (anel de alumínio) deve receber elétrons para que o metal (Au) se reduza sobre ele; logo, o anel é o cátodo (polo negativo).
• O eletrodo de ouro ligado ao polo positivo funciona como ânodo, onde ocorre oxidação: \(\text{Au}_{(s)} \rightarrow \text{Au}^{3+}_{(aq)} + 3e^-\).

2. Cálculo da massa de ouro depositada (Afirmação II)
Intensidade da corrente: \(I = 3\,\text{A}\).
Tempo de eletrólise: \(t = 16\,\text{min} = 960\,\text{s}\).
Quantidade de carga: \(Q = I\,t = 3 \times 960 = 2{,}88 \times 10^3\,\text{C}\).
1 mol de elétrons: \(F = 9{,}6 \times 10^4\,\text{C}\).
Mols de elétrons: \(n_e = \dfrac{Q}{F} = \dfrac{2{,}88 \times 10^3}{9{,}6 \times 10^4} = 3,0 \times 10^{-2}\,\text{mol}\).
Para reduzir 1 mol de Au³⁺ são necessários 3 mol de e^-. Assim:
\[n_{\text{Au}} = \frac{n_e}{3} = \frac{3,0 \times 10^{-2}}{3} = 1,0 \times 10^{-2}\,\text{mol}.\]
Massa depositada:
\[m = n_{\text{Au}} \times M_{\text{Au}} = 1,0 \times 10^{-2}\,\text{mol}\times 197\,\text{g mol}^{-1} \approx 2{,}0\,\text{g}.\]
Logo, a afirmação II é verdadeira.

3. Verificação das afirmações
I. Falsa, pois o anel está no cátodo (não no ânodo).
II. Verdadeira (cálculo acima).
III. Verdadeira, pois a oxidação do ouro ocorre no polo positivo.
IV. Falsa, já que no cátodo ocorre redução.
V. Verdadeira, descreve a redução de Au³⁺ sobre o anel.

Resposta correta: alternativa B (II, III e V).