Questão 58 Fuvest 2024 - 1ª fase - Elite Colégio e Pré-Vestibular

Questão 58

Potencial Padrão de Redução Reatividade de Metais

No processo de compra e venda de artigos de ouro, é comum testar os objetos para verificar se eles realmente são feitos de ouro ou se são alguma falsificação feita com metais menos nobres. Esse teste pode ser feito adicionando um pequeno volume de ácido forte concentrado às raspas do objeto a ser testado, conforme figura a seguir. Caso o objeto seja feito com ouro, as raspas permanecem visíveis, enquanto as raspas de falsificações são dissolvidas.

Considerando apenas o potencial de redução padrão, qual das alternativas apresenta um material que poderia gerar um falso positivo para o objeto de ouro no teste descrito?

^{Note e adote:}

^{Mg $^{2 +}$ + 2e $^{-}$ ⇌ Mg $^{0}$} ^{E° = − 2,37 V}

^{Al $^{3 +}$ + 3e $^{-}$ ⇌ Al $^{0}$} ^{E° = − 1,66 V}

^{Fe $^{2 +}$ + 2e $^{-}$ ⇌ Fe $^{0}$} ^{E° = − 0,44 V}

^{2H $^{+}$ + 2e $^{-}$ ⇌ H₂E° = 0,00 V}

^{Pt $^{2 +}$ + 2e $^{-}$ ⇌ Pt $^{0}$} ^{E° = + 1,20 V}

^{Au $^{3 +}$ + 3e $^{-}$ ⇌ Au $^{0}$} ^{E° = + 1,50 V}

^{F₂ + 2e $^{-}$ ⇌ 2F $^{-}$ E° = + 2,87 V}

a)	Mg
b)	Al
c)	Fe
d)	Pt
e)	F₂

Resolução

O ouro $(A u)$ é um metal nobre que apresenta elevado potencial padrão de redução $(E_{r e d}^{0} = + 1, 50 V)$ , o que o torna difícil de oxidar na presença de ácidos $(H^{+})$ , cujo potencial padrão de redução é menor $(E_{r e d}^{0} = 0, 00 V)$ . Assim, ao fazer o teste citado no texto, a adição de ácido mantém as raspas visíveis, já que não ocorre reação química.

a) Incorreta. Entre os metais apresentados na tabela, o magnésio $(M g)$ é o que apresenta o menor potencial padrão de redução $(E_{r e d}^{0} = - 2, 37 V)$ e, em meio ácido $(H^{+})$ concentrado e forte, deve oxidar facilmente, como equacionado a seguir:

$M g (s) + 2 H^{+} (a q) \to M g^{2 +} (a q) + H_{2} (g)$

Portanto, o teste com magnésio tem suas raspas dissolvidas, o que indica teste positivo para falsificação do objeto de ouro.

b) Incorreta. O alumínio $(A l)$ , assim como o magnésio, apresenta menor potencial padrão de redução $(E_{r e d}^{0} = - 1, 66 V)$ que o íon $H^{+}$ presente no ácido e, dessa forma, deve também oxidar:

$2 A l (s) + 6 H^{+} (a q) \to 2 A l^{3 +} (a q) + 3 H_{2} (g)$

O teste com alumínio $(A l)$ tem também suas raspas dissolvidas, o que também indica teste positivo para falsificação do objeto de ouro.

c) Incorreta. O ferro $(F e)$ , assim como o magnésio e o alumínio, apresenta o menor potencial padrão de redução $(E_{r e d}^{0} = - 0, 44 V)$ em meio ácido $(H^{+})$ e deve oxidar também:

$F e (s) + 2 H^{+} (a q) \to F e^{2 +} (a q) + H_{2} (g)$

O teste com ferro $(F e)$ tem suas raspas dissolvidas, o que também indica teste positivo para falsificação do objeto de ouro.

d) Correta. Com a platina $(P t)$ , o íon $H^{+}$ apresenta menor potencial padrão de redução, não ocorrendo reação, uma vez que a platina não irá oxidar.

Portanto, o teste com a platina (Pt), assim como no ouro, tem suas raspas visíveis já que não ocorre reação com o ácido, o que seria capaz de gerar um falso positivo para o objeto de ouro.

e) Incorreta. O teste, como citado no enunciado, deveria ser realizado entre metais em meio ácido concentrado e forte e, como o flúor não é um metal, o teste não seria adequado para justificar a falsificação do ouro, mesmo o flúor apresentando maior potencial padrão de redução.