Apresente, para cada par metálico, as observações feitas com base em cada evidência de reação. Explique o fundamento químico da evidência (que produto desencadeou a reação com o indicador, ou que produto apresenta a característica observada). Compare os potenciais de redução de cada metal do par e discuta qual dos metais você esperaria que fosse corroído (Consulte a Tabela de potenciais da prática Eletroquímica: espontaneidade de reações redox, pilha de Daniell e eletrodeposição):
b. Prego reto envolvido por um fio de zinco.
b. Prego reto envolvido por um fio de zinco.
Passo 1
Beleza, o enunciado tá pedindo para a gente olhar para um prego de ferro (Fe) “envolvido” por um fio de zinco (Zn) e descrever:
- Que observação a gente faz com cada evidência (por ex., mudança de cor do indicador);
- Qual produto químico causou essa observação;
- Comparar os potenciais de redução de Fe e de Zn;
- Dizer qual metal vai corroer.
Conteúdo: eletroquímica básica (meia‐reações de oxidação e redução, potenciais padrão, pilha galvânica e corrosão galvânica). Para resolver, a gente vai precisar dos potenciais padrão de redução e das reações de ânodo e cátodo.
Passo 2
Observação experimental típica: ao mergulhar o conjunto prego+fio de zinco numa solução aquosa contendo oxigênio dissolvido e um indicador ácido‐base (por exemplo, fenolftaleína), você nota que:
- Perto da parte de dentro (o ferro) o indicador fica rosa;
- Perto do fio de zinco não muda de cor.
Passo 3
Qual produto gera essa mudança de cor?
- No cátodo (ferro), ocorre redução de oxigênio em meio neutro/ácido:
Essesformados aumentam o pH local.
2) A fenolftaleína, que é incolor em pH < 8,2 e fica rosa em pH > 8,2, reage com:
Então, o produto responsável pela cor rosa é
, gerado na parte de ferro.
Passo 4
Agora, qual metal está se oxidando (ânodo) e qual está reduzindo (cátodo)? Compare os potenciais padrão de redução (tabela):
- Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn E° = –0,76 V
- Fe²⁺ + 2e⁻ → Fe E° = –0,44 V
Feito isso, o metal com potencial mais negativo é o que tem maior tendência a oxidar (beber menos elétrons). Aqui,
é mais negativo que
, logo o zinco se oxida (ânodo) e o ferro vira cátodo:
Ânodo (oxidação):
Cátodo (redução do O2):
Passo 5
A oxidação do zinco gera
que vai para a solução, enquanto o ferro não se oxida porque está recebendo esses elétrons liberados pelo zinco. É por isso que o prego de ferro não enferruja – o zinco “se sacrifica”.
Resposta
O zinco corrói (ânodo), produz
e libera elétrons; o ferro atua como cátodo, onde
é reduzido a
, gerando a coloração rosa da fenolftaleína. Portanto, na prática, quem é corroído é o Zn e não o Fe.