A cúpula da catedral da Sé, na cidade de São Paulo, é construída de um material, que quando exposto a um eletrólito, lhe confere uma cor denominada Pátina.
a) Qual é esse material? (Valor: 0,5 pontos)
b) Qual é o eletrólito? (Valor: 0,5 pontos)
c) Explique esse fenômeno (Valor: 1,0 ponto)
a) Qual é esse material? (Valor: 0,5 pontos)
b) Qual é o eletrólito? (Valor: 0,5 pontos)
c) Explique esse fenômeno (Valor: 1,0 ponto)
Passo 1
O enunciado pergunta três coisas sobre a cúpula da catedral da Sé:
- Qual é o material da cúpula? (valor 0,5)
- Qual é o eletrólito a que esse material fica exposto? (valor 0,5)
- Explique o fenômeno que gera a “pátina” (valor 1,0)
Informações implícitas que temos do enunciado:
- A cúpula adquire uma coloração chamada “pátina” quando exposta a um eletrólito.
- A pátina é a camada de cor (verde/azulada) que aparece sobre certas superfícies metálicas expostas ao ambiente.
Passo 2
Identificando o material da cúpula.
- Um fato observado na prática: superfícies metálicas que desenvolvem uma pátina verde-azulada tipicamente são de cobre ou de ligas de cobre (por exemplo, bronze, latão com alto teor de cobre). Isso é clássico — pense em telhados e cúpulas verdes de igrejas e prédios históricos.
- Conclusão direta (resposta objetiva para a parte a): o material é essencialmente
(cobre) ou uma liga rica em cobre.
Passo 3
O que é um eletrólito e qual é o eletrólito relevante aqui?
- Definição curta e prática: eletrólito é uma solução que contém íons livres e, portanto, conduz corrente elétrica. Água pura conduz pouco; água com dióxido de carbono dissolvido e com sais/íons (como na chuva contaminada) conduz bem.
- Na situação da cúpula ao ar livre, o eletrólito mais importante é a água (chuva, orvalho, umidade) que contém:
-
dissolvido (forma ácido carbônico em solução), - íons provenientes de sais atmosféricos e poluição (por exemplo
, , ), e - outras impurezas que tornam a água condutora.
-
- Conclusão direta (resposta objetiva para a parte b): o eletrólito é a solução aquosa presente na chuva/umidade, ou seja, água com
e íons dissolvidos.
Passo 4
Mecanismo eletroquímico geral (visão passo a passo, sem pular etapas)
- Para ocorrer corrosão eletroquímica é preciso: metal, eletrólito e diferença local de potencial na superfície (micro-áreas anódicas e catódicas). A água com íons permite o transporte de cargas (corrente iônica) entre essas micro-áreas.
- Reação anódica (oxidação do cobre): o cobre metálico perde elétrons e vira íon:
Isto ocorre nas regiões anódicas da superfície do metal.
- Reação catódica (redução no ambiente úmido): em ambiente aeróbio (com oxigênio dissolvido), a reação catódica típica é a redução do oxigênio:
- Esses elétrons liberados na anódica são consumidos na catódica; a presença do eletrólito (água com íons) fecha o circuito, permitindo que a corrosão prossiga.
Passo 5
Formação dos compostos que dão a cor (transformando íons em pátina)
- Os íons
formados podem reagir com os íons presentes no eletrólito: - Com hidróxidos formados na catódica:
- Com íons carbonato/bicarbonato (resultantes de
dissolvido): - Primeiro:
- Em presença de
e óxidos/hidróxidos, formam-se carbonatos básicos de cobre (compostos verdes como a malaquita):
- Primeiro:
-
é a malaquita, um dos principais responsáveis pelo tom verde da pátina.
- Se houver poluentes sulfurados ou cloretos na chuva, outros sais de cobre podem se formar (
, , etc.), que alteram a cor e textura da pátina. - Resultado prático: forma-se sobre o cobre uma camada complexa de óxidos, hidróxidos e carbonatos de cobre — a chamada pátina — que é verde-azulada.
Passo 6
Por que isso muitas vezes protege o metal (importante para entender a utilidade prática)
- Nem toda corrosão é destrutiva em longo prazo: a pátina, quando compacta e aderente (como a malaquita e alguns óxidos), tende a isolar o metal subjacente do contato direto com o oxigênio e o eletrólito, reduzindo a taxa de corrosão futura. Por isso muitos telhados e cúpulas de cobre ficam verdes mas continuam íntegros por décadas.
- No entanto, se a camada for porosa ou contiver sais solúveis (por exemplo por poluição), a corrosão pode continuar e ser prejudicial.
Passo 7
Resumo didático rápido (do tipo “na prova faça assim”)
- Identifique a cor verde → pense em cobre/ligas de cobre.
- Pense qual líquido está em contato → chuva/umidade (eletrólito: água com
e íons). - Escreva as reações essenciais: oxidação do metal (
), redução do oxigênio ( ), e formação de carbonatos/hidróxidos que dão a cor ( , etc.). - Explique que é um processo eletroquímico mediado pelo eletrólito e que produz compostos verdes (pátina), que muitas vezes protegem o metal.
Resposta
a)
(ou liga rica em cobre, como bronze).
b) da chuva/umidade contendo
e íons (solução aquosa eletrolítica com poluentes).
c) O cobre é oxidado na presença do eletrólito: ; o oxigênio dissolvido é reduzido:
; os
reagem com
e com carbonatos formados a partir de
para originar compostos verdes (por exemplo
e
, a malaquita), cuja camada é a pátina.
b)
c) O cobre é oxidado na presença do eletrólito: