Análise as situações a seguir e informe se, em cada uma delas, haverá corrosão eletroquímica ou não, explique o motivo.
Armazenar em recipientes de cobre soluções que contenham íons de
.
Armazenar em recipientes de cobre soluções que contenham íons de
Passo 1
O enunciado pede para avaliar se, ao armazenar em recipientes de cobre soluções que contenham íons de
, haverá corrosão eletroquímica do cobre ou não. Informação relevante dada:
- Há metal cobre sólido (recipiente) em contato com solução aquosa que contém
. - Não foram dadas outras condições (pH, presença de oxigênio, agentes redutores/oxidantes, temperatura), então assumiremos condições padrão para efeito da comparação de potenciais (ou seja, usar potenciais-padrão para julgar espontaneidade da reação de troca de elétrons entre cobre e
).
Passo 2
O que significa “corrosão eletroquímica” nesse contexto (explicação bem didática)?
- Corrosão eletroquímica, aqui, significa que o metal (cobre) se oxida espontaneamente, liberando elétrons, enquanto algum íon na solução se reduz, aceitando esses elétrons. São duas meias-reações acopladas: oxidação na ânodo e redução na cátodo.
- Para prever se isso ocorre espontaneamente usamos potenciais padrão de redução (
) de cada meia-reação. Regra prática: se ao montar a célula eletroquímica a diferença de potencial padrão da célula for positiva, a reação global é espontânea (ocorre por si só). Se a reação proposta não é espontânea. - Portanto, para saber se o cobre vai corroer oxidando-se enquanto reduz-se
a , comparemos os potenciais de redução padrão das coupleas relevantes.
Passo 3
Escrever as meias-reações relevantes e os potenciais padrão (valores da tabela padrão):
- Meia-reação de redução do cátion cádmio:
- Meia-reação de redução do cátion cobre:
(estos valores são os potenciais-padrão de redução usuais; estamos assumindo condições padrão para comparar espontaneidade).
Passo 4
Montar a reação que corresponderia à corrosão do cobre causada por
e calcular
:
- A hipótese de corrosão que estamos testando é:
- Oxidação do cobre (ânodo):
- Redução do
(cátodo):
- Oxidação do cobre (ânodo):
- Para calcular o potencial-padrão da célula usamos a fórmula
- Aqui o cátodo é a redução de
com e o ânodo corresponde à meia-reação de redução do cobre (usada como referência), com . Assim:
- Interpretação direta: como
, a reação “Cu(s) Cu^{2+} + e^-)” acoplada com “Cd^{2+} + e^- Cd(s)” NÃO é espontânea nas condições-padrão. Ou seja, o cobre não vai se oxidar (não vai corroer) reduzindo a .
Passo 5
Explicação física e intuição (do jeito amigo e prático para prova):
- Potencial de redução mais positivo significa que a espécie tem maior tendência a ser reduzida.
( ) é muito mais fácil de reduzir que ( ). Logo, se houvesse metal de cádmio metálico em contato com solução contendo , o cádmio oxidaria e o cobre se depositaria — o cádmio é menos nobre e se sacrifica. - No caso inverso (cobre metálico em solução de
) o cobre é o mais nobre e não cede elétrons para reduzir . Portanto não ocorre corrosão eletroquímica do cobre motivada apenas pelos íons . - Dica de prova: compare sempre os
de redução; calcule . Se positivo → espontâneo (corrosão do metal anódico); se negativo → não espontâneo.
Passo 6
Observações e exceções práticas (não esquecer na prova!):
- A conclusão acima vale para corrosão eletroquímica simplesmente entre o metal cobre e os íons
. Na prática, outros fatores podem causar corrosão do cobre mesmo se não for agente redutor: - presença de oxigênio dissolvido e um ambiente ácido pode oxidar cobre (reações envolvendo O2 como aceitador de elétrons);
- presença de agentes oxidantes fortes na solução;
- contato galvanico com metais mais ativos (ex.: ferro exposto) pode levar à corrosão do metal menos nobre.
- Também é possível que
metálico se deposite sobre cobre se houver um agente redutor externo (por exemplo eletrólise ou presença de um redutor químico), mas isso não é “cobre corroendo” — é redução do por outra fonte de elétrons.
Resposta
Não haverá corrosão eletroquímica do cobre por simples contato com solução de
; a reação proposta é não espontânea pois
.