Uma empresa pretende recuperar cobre metálico a partir de uma solução aquosa que contém íons Cu²?. Para isso…

Questão

Uma empresa pretende recuperar cobre metálico a partir de uma solução aquosa que contém íons Cu²?. Para isso, um funcionário propôs adicionar à solução uma espécie química capaz de sofrer oxidação espontânea, fornecendo elétrons aos íons Cu²? e formando Cu(s). A decisão pode ser feita com base nos potenciais-padrão de redução apresentados a seguir: Cu²?(aq) + 2e? ? Cu(s), E° = +0,34 V; Sn²?(aq) + 2e? ? Sn(s), E° = -0,14 V; Pt²?(aq) + 2e? ? Pt(s), E° = +1,18 V; Zn²?(aq) + 2e? ? Zn(s), E° = -0,76 V; Al³?(aq) + 3e? ? Al(s), E° = -1,66 V. Considerando as espécies apresentadas nas alternativas, qual é a adequada para promover a recuperação espontânea do cobre metálico a partir da solução de Cu²??

1. A) Pt (s).
2. B) Zn²⁺ (aq).
3. C) Cu (s).
4. D) Sn (s).
5. E) Al³⁺ (aq).

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. A espécie procurada precisa sofrer oxidação, ou seja, perder elétrons, e doá-los aos íons Cu2+. Logo, ela deve ser um agente redutor mais forte que o cobre. Na tabela, quanto mais negativo o potencial de redução, maior a tendência de a espécie se oxidar. Passo 2: Para que a reação seja espontânea, a diferença de potencial da pilha deve ser positiva: E(célula) = E(redução do Cu2+) - E(redução da espécie que se oxida) > 0. Passo 3: Testando o estanho (Sn(s)): sua oxidação é Sn -> Sn2+ + 2e-, com potencial de oxidação +0,14 V. Então E(célula) = 0,34 - (-0,14) = +0,48 V, que é positivo. A reação Sn(s) + Cu2+(aq) -> Sn2+(aq) + Cu(s) é espontânea, e esta é a alternativa correta. Passo 4: O platina (Pt(s)) tem E de redução +1,18 V, então sua oxidação tem potencial -1,18 V. E(célula) = 0,34 - 1,18 = -0,84 V, negativo. Não há reação espontânea, pois o Cu2+ é um oxidante mais forte que a Pt2+ na sua forma reduzida. Passo 5: O zinco aparece como Zn2+(aq), que já está na forma oxidada e não pode doar elétrons para reduzir o Cu2+. O zinco metálico, Zn(s), funcionaria, mas não é a alternativa oferecida. Passo 6: O alumínio aparece como Al3+(aq), que também já é a forma oxidada e não serve como redutor. O alumínio metálico seria espontâneo, mas não está nas opções. Passo 7: O cobre metálico, Cu(s), é o próprio produto da recuperação. Usá-lo não gera diferença de potencial (E = 0,34 - 0,34 = 0 V), logo não há reação. Conclusão: a espécie adequada é o estanho metálico, Sn(s), alternativa D.

💡 Dica: Analise a imagem para identificar a estrutura celular correta.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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