Os tanques de armazenamento de gasolina podem, com o tempo, sofrer processos oxidativos, resultando na contaminação do combustível e do solo à sua volta. Uma forma de evitar tais problemas econômicos e ambientais é utilizar preferencialmente metais de sacrifício, protegendo os tanques de armazenamento. Suponha que seja necessário usar um metal de sacrifício (metal que oxide protegendo o material em questão) em um tanque de aço (liga de ferro-carbono). Considere as semi-reações de redução e seus respectivos potenciais padrão. Dos metais citados, o que garantirá proteção ao tanque de aço é o:
a) cádmio
b) cobre
c) zinco
d) níquel
e) mercúrio
a) cádmio
b) cobre
c) zinco
d) níquel
e) mercúrio
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem um exercício sobre proteção de tanques de aço contra a corrosão usando metais de sacrifício. A matéria envolve química redox e potenciais eletroquímicos. Para resolver isso, vamos precisar entender como funcionam as semi-reações de redução e os potenciais padrão deles. Isso vai ajudar a escolher qual metal vai proteger melhor o tanque de aço.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é um metal de sacrifício. Esse é um metal que tem tendência a oxidar-se mais facilmente do que o metal que queremos proteger (no caso, o aço). Basicamente, ele “se sacrifica” para proteger o aço da corrosão.
Passo 3
Agora, precisamos olhar para os potenciais padrão de redução dos metais listados: cádmio (Cd), cobre (Cu), zinco (Zn), níquel (Ni) e mercúrio (Hg). O potencial padrão de redução nos diz a facilidade que um metal tem para ganhar elétrons (reduzir-se). Um metal com um potencial de redução mais baixo tende a oxidar-se mais facilmente.
Aqui estão os potenciais padrão de redução para os metais mencionados:
- Cádmio (Cd²⁺ + 2e⁻ → Cd): -0,40 V
- Cobre (Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu): +0,34 V
- Zinco (Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn): -0,76 V
- Níquel (Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni): -0,25 V
- Mercúrio (Hg²⁺ + 2e⁻ → Hg): +0,85 V
Passo 4
O próximo passo é comparar esses potenciais com o do aço (ferro). O potencial padrão de redução para o ferro é:
- Ferro (Fe²⁺ + 2e⁻ → Fe): -0,44 V
Queremos um metal que tenha um potencial de redução mais baixo que o do ferro. Isso significa que esse metal vai oxidar-se antes do ferro, protegendo-o da corrosão.
Passo 5
Vamos analisar cada opção:
- Cádmio (-0,40 V): Mais negativo que o ferro (-0,44 V)? Não, menos negativo.
- Cobre (+0,34 V): Muito mais positivo que o ferro.
- Zinco (-0,76 V): Mais negativo que o ferro.
- Níquel (-0,25 V): Menos negativo que o ferro.
- Mercúrio (+0,85 V): Muito mais positivo que o ferro.
Só o zinco tem um potencial de redução mais negativo que o do ferro, o que significa que ele vai oxidar-se antes, protegendo o tanque de aço.
Resposta
A resposta correta é a c) zinco.