Questão 91 Enem 2019 - dia 2 - Matemática e Ciências da Natureza
Para realizar o desentupimento de tubulações de esgotos residenciais, é utilizada uma mistura sólida comercial que contém hidróxido de sódio (NaOH) e outra espécie química pulverizada. Quando é adicionada água a essa mistura, ocorre uma reação que libera gás hidrogênio e energia na forma de calor, aumentando a eficiência do processo de desentupimento. Considere os potenciais padrão de redução () da água e de outras espécies em meio básico, expressos no quadro.
Qual é a outra espécie que está presente na composição da mistura sólida comercial para aumentar sua eficiência?
| a) |
AI |
| b) |
Co |
| c) |
Cu(OH)2 |
| d) |
Fe(OH)2 |
| e) |
Pb |
O enunciado relata que a reação gera hidrogênio gasoso, portanto, a semirreação que justifica esta formação é a redução da água:
2 H2O + 2 e- H2 + 2 OH- E = -0,83 V (Eq.1)
Visto que a semirreação anterior é de redução, então, a outra espécie deve sofrer oxidação. Sendo assim, o potencial padrão de redução deve ser menor que -0,83 V, ou seja, tal espécie apresentará maior potencial de oxidação. As únicas equações apresentadas que possuem potencial coerente com o esperado são:
Aℓ(OH)4- + 3 e- Al + 4 OH- E = -2,33 V (Eq.2)
Fe(OH)2 + 2 e- Fe + 2 OH- E = -0,88 V (Eq.3)
Ou seja, tanto o alumínio quanto o ferro aumentariam a eficiência do processo.
Como devemos ter essas espécies em suas formas metálicas e não temos em nenhuma alternativa o Fe, nos resta analisar a equação 2.
Para determinar a equação global basta somar Eq.1, na forma de redução, com Eq.2, na forma de oxidação:
2 H2O + 2 e- H2 + 2 OH- E = -0,83 V
Aℓ + 4 OH- Aℓ(OH)4- + 3 e- E = +2,33 V
Multiplicando a primeira equação por 3 e a segunda por 2 para balancear os elétrons doados e recebidos, teremos:
6 H2O + 6 e- 3 H2 + 6 OH- E = -0,83 V
2 Aℓ + 8 OH- 2 Aℓ(OH)4- + 6 e- E = +2,33 V
6 H2O + 2 Aℓ + 2 OH- 2 Aℓ(OH)4- + 3 H2 ΔEo = +1,5V
Analisando os reagentes, a espécie química que se apresenta no estado sólido é o alumínio metálico (Aℓ).