1. O alumínio metálico é resistente à corrosão, pois forma uma camada aderente e impermeável de óxido (camada de passivação) sobre a superfície do metal. Industrialmente, pode-se aumentar a espessura dessa camada protetora submetendo o alumínio metálico a uma reação com oxigênio molecular, formado em um processo eletrolítico com um cátodo de grafite e um ânodo de alumínio metálico mergulhados em uma solução aquosa diluída de ácido sulfúrico. Sobre esse processo, a única alternativa incorreta é:
    a) O eletrodo de grafite se conecta ao polo negativo do gerador.
    b) Ocorre depósito de alumínio metálico sobre o eletrodo de grafite, à medida que a reação avança.
    c) O fluxo de elétrons pelo circuito externo ocorre do eletrodo de alumínio para o de grafite.
    d) Sobre o eletrodo de grafite se produz hidrogênio molecular.

Passo 1

O enunciado descreve um processo eletrolítico para engrossar a camada de óxido de alumínio: usa-se um eletrodo de grafite e um de alumínio mergulhados em \text{H}_2\text{SO}_4 diluído, ligando-os a um gerador. O conteúdo aqui é eletrólise da água em meio ácido, com eletrodo de alumínio atuando como anodo (oxidação) e eletrodo de grafite como catodo (redução). Vamos identificar as semirreações, a polaridade de cada eletrodo e o sentido do fluxo de elétrons.

Passo 2

Escrevendo as semirreações típicas em meio ácido:
\text{Anodo (oxidação):} \quad 2\,\text{H}_2\text{O}(l) \;\longrightarrow\; \text{O}_2(g) \;+\; 4\,\text{H}^+ (aq)\;+\;4\,e^-çã
\text{Catodo (redução):} \quad 2\,\text{H}^+ (aq)\;+\;2\,e^- \;\longrightarrow\; \text{H}_2(g)çã

Passo 3

Como no anodo ocorre liberação de elétrons, ele fica ligado ao polo positivo do gerador. O catodo recebe elétrons, ficando ligado ao polo negativo. Logo:
  • Eletrodo de alumínio = anodo = polo positivo do gerador.
  • Eletrodo de grafite = catodo = polo negativo do gerador.

Passo 4

O circuito externo conduz elétrons do anodo (alumínio) para o catodo (grafite). No catodo, os elétrons reduzem \text{H}^+ a \text{H}_2. Não há depósito de alumínio metálico, pois a redução de \text{Al}^{3+} exigiria potencial muito mais negativo que aquele aplicado (cai primeiro a redução de prótons).

Passo 5

Agora avaliamos cada alternativa:
a) Correta: grafite é catodo, conecta-se ao polo negativo.
b) Incorreta: não ocorre redução de \text{Al}^{3+} nem depósito de alumínio; reduz-se \text{H}^+ a \text{H}_2.
c) Correta: elétrons fluem do eletrodo de alumínio (anodo) para o de grafite (catodo).
d) Correta: no catodo de grafite produz-se \text{H}_2.

Resposta

b) Ocorre depósito de alumínio metálico sobre o eletrodo de grafite, à medida que a reação avança.

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