QUESTÃO 119
Objetos de prata escurecem em contato com compostos contendo enxofre por causa da formação de uma fina camada de sulfeto de prata. Um método simples para clarear o objeto consiste em forrar um recipiente com papel alumínio, adicionar ao recipiente uma solução aquosa de cloreto de sódio e, enfim, mergulhar o objeto de prata enegrecido. Em cerca de três minutos, a prata volta à coloração original. As seguintes semirreações e os respectivos potenciais-padrão de redução são úteis para a compreensão dos fenômenos ocorridos.
SARTORI, E. R.; BATISTA, E. F.; FATIBELLO-FILHO, O. Escurecimento e limpeza de objetos de prata: um experimento simples e de fácil execução envolvendo reações de oxidação-redução. Química Nova na Escola, n. 30, 2008 (adaptado).
Os valores das diferenças de potencial-padrão das reações que representam o escurecimento e o clareamento do objeto de prata são, respectivamente:
(A)
.
(B)
.
(C)
.
(D)
.
(A)
(B)
(C)
(D)
Passo 1
Vou deixar bem claro o que o enunciado dá e o que ele pede.
-
São fornecidas três semirreações e seus potenciais-padrão de redução:
-
com . -
com . -
com .
-
-
O enunciado pede: calcular os valores das diferenças de potencial-padrão das reações que representam
- o escurecimento (formação do sulfeto de prata na prata),
- o clareamento (remoção do sulfeto usando alumínio em solução salina).
-
Observação importante (será usada nos passos seguintes): para uma célula eletroquímica padrão valeReverter uma semirreação (trocar redução por oxidação) troca o sinal do
. Multiplicar uma semirreação por um coeficiente estequiométrico NÃO altera seu .
Passo 2
Entender qual semirreação atua como redução (catôdo) e qual como oxidação (anôdo) em cada fenômeno.
-
Escurecimento: a prata metálica forma
. Isso corresponde à oxidação da prata combinando-se com enxofre (ou com íons sulfeto) para formar . Entre as semirreações dadas, a que descreve o composto sulfetado é a da prata/sulfeto: A reação de escurecimento é a inversa (a prata metálica é oxidada para formar), então essa semirreação ficará no lado da oxidação (anôdo) ao representá-la. O agente oxidante que aceita elétrons em ambiente onde a prata escurece é o oxigénio presente (oxigênio do ar pode participar em processos que levam à formação de sulfeto), portanto faz sentido combinar com a redução do oxigênioque atuará como semirreação de redução (catôdo). -
Clareamento (experimento com alumínio): o alumínio metálico do papel-alumínio é oxidado a
e o é reduzido de volta a prata metálica. Logo, para o clareamento: - catôdo: redução de
, - anôdo: oxidação do alumínio, que é a inversa da semirreação dada
cujo . Revertendo, a oxidação tem , mas para o cálculo de célula usaremos a fórmula com potenciais de redução.
- catôdo: redução de
Passo 3
Cálculo do potencial-padrão para o escurecimento (combinação redução do oxigênio e oxidação da prata em sulfeto).
- Identificar catôdo e anôdo em termos de potenciais de redução:
-
-
(mesmo que na reação real essa semi‑reação esteja sendo oxidada, para usar a fórmula mantemos o valor de redução e subtraímos).
-
- Aplicar a fórmula
Substituindo: - Comentário didático rápido: o resultado positivo significa que, sob condições padrão, a combinação redução do oxigênio + oxidação da prata para
é termodinamicamente espontânea (favorável), o que explica por que a prata tende a escurecer.
Passo 4
Cálculo do potencial-padrão para o clareamento (redução de
por oxidação do alumínio).
- Identificar catôdo e anôdo em termos de potenciais de redução:
-
- Aplicar a fórmula:
Substituindo: - Comentário didático rápido: novamente temos
, sinalizando que a redução de por oxidação do alumínio é espontânea sob condições padrão — por isso o processo de “clarear” funciona com folha de alumínio na solução salina.
Passo 5
Observações didáticas sobre procedimentos que usei (resumindo regras importantes para a prova):
- Para combinar duas semirreações e obter
use sempre - Se uma semirreação for revertida (vai atuar como oxidação), inverta o sinal do seu
. - Não é necessário ajustar os potenciais quando se multiplicam as semirreações por coeficientes estequiométricos; o
não muda com multiplicação por fator estequiométrico. - Escolha como catôdo a semirreação com maior
(mais positiva) — essa tende a ser reduzida; a outra será o anôdo (oxidada).
Resposta
(B)