Uma cooperativa agrícola precisa escolher recipientes metálicos para armazenar três soluções usadas no…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma cooperativa agrícola precisa escolher recipientes metálicos para armazenar três soluções usadas no tratamento do solo. Em um ensaio padronizado, foram medidos os seguintes valores de pH e perdas de massa dos metais após o mesmo período de contato com cada solução: Solução S1: pH 2,5; perda de massa do alumínio: 0,42 g; do zinco: 0,18 g; do ferro: 0,09 g; do cobre: 0,01 g. Solução S2: pH 7,0; perdas de massa desprezíveis para os quatro metais. Solução S3: pH 10,5; perdas de massa desprezíveis para os quatro metais. Para interpretar o comportamento do alumínio em meio ácido, considera-se a reação: 2 Al(s) + 6 H+(aq) ? 2 Al3+(aq) + 3 H2(g) A concentração de íons H+ pode ser obtida por [H+] = 10-pH. Considerando os dados do ensaio e a reação apresentada, qual metal é menos indicado para armazenar a solução S1?
- A) Zinco — é o menos indicado porque também perde massa em contato com a solução ácida.
- B) Alumínio — apresenta a maior perda de massa em S1, e sua reação com H+ produz Al3+ e H2.
- C) Ferro — é o menos indicado porque sua perda de massa demonstra reação com os íons H+.
- D) Cobre — é o menos indicado porque sua baixa perda de massa indica formação de gás hidrogênio.
- E) Cobre — é o menos indicado porque todo metal em meio ácido sofre dissolução significativa.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique o que a questão pede: o metal menos indicado para armazenar a solução S1, que é a de pH 2,5 (ácida). Quanto maior a perda de massa de um metal em contato com a solução, mais ele reage e menos adequado é para o recipiente. Passo 2: Leia as perdas de massa em S1: alumínio 0,42 g, zinco 0,18 g, ferro 0,09 g e cobre 0,01 g. O alumínio apresenta a maior perda. Passo 3: A reação 2 Al(s) + 6 H+(aq) -> 2 Al3+(aq) + 3 H2(g) mostra que o alumínio é oxidado pelos íons H+ do meio ácido, liberando gás hidrogênio e se dissolvendo na forma de Al3+. Passo 4: O cálculo [H+] = 10^-2,5, de aproximadamente 3,2 x 10^-3 mol/L, confirma que S1 é fortemente ácida, enquanto S2 (pH 7,0) e S3 (pH 10,5) não causam perdas relevantes e não entram na escolha. Passo 5: Conclusão: o metal menos indicado é o alumínio, alternativa B, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) o zinco também perde massa, mas menos que o alumínio, então não é o menos indicado. C) o ferro reage, porém em menor grau (0,09 g). D) o cobre tem a menor perda de massa, por isso é o mais indicado, e baixa perda não indica formação de hidrogênio. E) o cobre perdeu apenas 0,01 g, portanto não há dissolução significativa e a generalização feita está incorreta.
💡 Dica: Calcule a concentração de íons H+ e analise a reatividade do metal.
Alternativa por alternativa
Concluiu que qualquer metal que perde massa em meio ácido é pouco indicado, sem comparar a magnitude das perdas. O zinco perde 0,18 g, bem menos que o alumínio.
Por que engana: Confundir a reatividade do alumínio com a do cobre em ambientes ácidos, levando a escolha errada do material.
A solução S1 é fortemente ácida, pois seu pH é 2,5 e, portanto, [H+] = 10−2,5 ≈ 3,2 × 10−3 mol·L−1. De acordo com a reação fornecida, o alumínio é oxidado por H+, formando Al3+ e liberando H2. Os dados do ensaio confirmam esse processo, pois o alumínio apresentou a maior perda de massa entre os metais analisados. Assim, ele é o menos indicado para armazenar S1.
Acreditou que, por haver alguma perda de massa do ferro, ele seria o metal menos indicado, ignorando que o alumínio perde mais que o dobro. Não comparou os valores fornecidos no ensaio.
Associou a baixa perda de massa do cobre à formação de gás hidrogênio, quando na verdade a pequena perda indica que o metal praticamente não reage. Confundiu o significado de reatividade com a indicação de uso.
Generalizou que todo metal sofre dissolução significativa em meio ácido, desconsiderando que o cobre perdeu apenas 0,01 g. Usou a intuição geral em vez dos dados do ensaio.
Raio-X da questão
reatividade de metais
avaliacao
reatividade de metais · pH e suas implicações
Revisar a reatividade dos metais em soluções ácidas.
Confundir a reatividade do alumínio com a do cobre em ambientes ácidos, levando a escolha errada do material.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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