QUÍMICA
QUESTÃO 31
Um experimento bastante utilizado nas aulas de Química é o da “Reação do Ferro Metálico com o Sulfato de Cobre”. Este experimento consiste, basicamente, na adição de uma lâmina de ferro (
) a uma solução de sulfato de cobre (II) - CuSO 4 . Com o passar do tempo, o cobre metálico vai se depositando de forma espontânea sobre a lâmina de ferro que, por sua vez, vai perdendo parte desse ferro na solução sob a forma de
. Essa transformação pode ser conferida na reação a seguir:
Das alternativas a seguir, a única correta é:
A) A reatividade dos metais Fe e Cu não influencia a reação acima.
B) O ferro
sofre uma redução passando a
, conforme a reação apresentada.
C) O ferro é mais reativo que o cobre, por isso o desloca de seu composto sulfato de cobre (II).
D) O ferro é menos reativo que o cobre, por isso o desloca de seu composto sulfato de cobre (II).
A) A reatividade dos metais Fe e Cu não influencia a reação acima.
B) O ferro
C) O ferro é mais reativo que o cobre, por isso o desloca de seu composto sulfato de cobre (II).
D) O ferro é menos reativo que o cobre, por isso o desloca de seu composto sulfato de cobre (II).
Passo 1
O enunciado fornece a reação observada no experimento:
Também descreve que, durante o experimento, o cobre metálico deposita-se sobre a lâmina de ferro e o ferro perde massa ficando na solução como
.\n
A questão pede que eu escolha, entre as alternativas A, B, C e D, a única correta. As alternativas dadas são:
A) A reatividade dos metais Fe e Cu não influencia a reação acima.\n
B) O ferro sofre uma redução passando a
, conforme a reação apresentada.\n
C) O ferro é mais reativo que o cobre, por isso o desloca de seu composto sulfato de cobre (II).\n
D) O ferro é menos reativo que o cobre, por isso o desloca de seu composto sulfato de cobre (II).
A questão pede que eu escolha, entre as alternativas A, B, C e D, a única correta. As alternativas dadas são:
A) A reatividade dos metais Fe e Cu não influencia a reação acima.\n
B) O ferro
C) O ferro é mais reativo que o cobre, por isso o desloca de seu composto sulfato de cobre (II).\n
D) O ferro é menos reativo que o cobre, por isso o desloca de seu composto sulfato de cobre (II).
Passo 2
Vamos entender passo a passo o que acontece com os átomos e elétrons (isso é fundamental para decidir a alternativa certa).\n
Primeiro, identifique os estados de oxidação antes e depois:\n
Primeiro, identifique os estados de oxidação antes e depois:\n
- O ferro metálico na lâmina está no estado elementar:
.\n - No sulfato de cobre, o cátion cobre é
(pois o ânion sulfato tem carga , logo o cobre no sal é ).\n - No produto
, o ferro está como .\n
Agora, conceitos simples (sem jargão complicado):\n - Oxidação é perder elétrons. Quando um átomo perde elétrons, seu número de oxidação aumenta (por exemplo, de
para ).\n - Redução é ganhar elétrons. Quando um átomo ganha elétrons, seu número de oxidação diminui (por exemplo, de
para ).\n
Passo 3
Escrevendo as meias-reações de oxidação e redução (isso mostra claramente quem perde e quem ganha elétrons):\n
Meia-oxidação (o que acontece com o ferro):
Meia-oxidação (o que acontece com o ferro):
Aqui o ferro vai de oxidação
para
, ou seja, perdeu
elétrons — portanto foi oxidado.\n
Meia-redução (o que acontece com o cobre):
Meia-redução (o que acontece com o cobre):
Aqui o íon cobre
ganha
elétrons e vira cobre metálico
— portanto foi reduzido.\n
Repare que as duas meias-reações trocam exatamente elétrons, então, quando somadas, os elétrons se cancelam e obtemos a reação global do enunciado. Isso confirma que há transferência de elétrons entre Fe e
.
Repare que as duas meias-reações trocam exatamente
Passo 4
Interpretando isso em termos de reatividade entre metais (a parte conceitual que aparece nas alternativas):\n
- Um metal que se oxida facilmente (ou seja, que “gosta” de perder elétrons) é mais reativo do que um metal que não se oxida tão facilmente.\n
- No experimento, o ferro se oxida (passa de
para ) e o cobre é reduzido (de para ). Isso só acontece espontaneamente se o ferro for mais reativo que o cobre — porque o ferro é quem “empurra” elétrons para o cobre.\n
Portanto, a consequência lógica é: o ferro desloca o cobre do seu sal porque o ferro é mais reativo que o cobre. Isso corresponde exatamente ao enunciado da alternativa C.
Passo 5
Vou examinar rapidamente as outras alternativas para confirmar que são incorretas, usando o que já demonstramos:\n
- A) diz que a reatividade não influencia — isso é falso, pois a reação é justamente um deslocamento dependente da reatividade relativa (metal mais reativo desloca o menos reativo do seu cátion).\n
- B) afirma que o ferro sofre redução ao passar para
— isso está invertido: passar de para é perder elétrons, ou seja, oxidação, não redução. Logo B é falsa.\n - D) afirma que o ferro é menos reativo que o cobre, por isso desloca — contraditório: se fosse menos reativo, não deslocaria o cobre. Então D é falsa.\n
Um reforço numérico (opcional para quem gosta de números): os potenciais padrão de redução mostram a mesma ideia:e . A diferença dá positiva, indicando espontaneidade da reação com o cobre sendo reduzido e o ferro oxidado — consistente com a conclusão anterior.
Resposta
C) O ferro é mais reativo que o cobre, por isso o desloca de seu composto sulfato de cobre (II).