Questão de Química · FGV SEE-MG 2023 (nº 50)

Uma reação eletroquímica espontânea ocorre quando um metal mais reativo (com menor potencial padrão de redução) cede elétrons para os íons de um metal menos reativo (com maior potencial padrão de redução), resultando na corrosão do metal mais reativo e na deposição do metal menos reativo.

Potenciais padrão de redução (E⁰):

• $Ag^+_{(aq)} + e^- \rightarrow Ag_{(s)}$; $E^0 = +0,80 \, V$
• $Cu^{2+}_{(aq)} + 2e^- \rightarrow Cu_{(s)}$; $E^0 = +0,34 \, V$
• $Zn^{2+}_{(aq)} + 2e^- \rightarrow Zn_{(s)}$; $E^0 = -0,76 \, V$

Ordem de reatividade dos metais (do mais reativo para o menos reativo, ou seja, do menor E⁰ para o maior E⁰):
Zn > Cu > Ag

Análise dos frascos:

• Frasco I (Placa de Cobre em solução de Nitrato de Prata): O cobre (Cu) é mais reativo que a prata (Ag). Portanto, o Cu metálico será oxidado e os íons $Ag^+$ serão reduzidos, formando Ag metálica. Há fenômeno químico.
• Frasco II (Placa de Zinco em solução de Nitrato de Cobre): O zinco (Zn) é mais reativo que o cobre (Cu). Portanto, o Zn metálico será oxidado e os íons $Cu^{2+}$ serão reduzidos, formando Cu metálico. Há fenômeno químico.
• Frasco III (Placa de Cobre em solução de Nitrato de Zinco): O cobre (Cu) é menos reativo que o zinco (Zn). Portanto, o Cu metálico não consegue oxidar e reduzir os íons $Zn^{2+}$. Pela tabela de potenciais padrão, não deveria haver reação espontânea.
• Frasco IV (Placa de Zinco em solução de Nitrato de Prata): O zinco (Zn) é mais reativo que a prata (Ag). Portanto, o Zn metálico será oxidado e os íons $Ag^+$ serão reduzidos, formando Ag metálica. Há fenômeno químico.

(A) Incorreta: O frasco I apresenta fenômeno químico, mas o frasco III não deveria apresentar, de acordo com os potenciais padrão.
(B) Incorreta: O frasco I apresenta fenômeno químico, mas o frasco III não deveria apresentar, de acordo com os potenciais padrão.
(C) Correta: O frasco II apresenta fenômeno químico porque o zinco (Zn) é mais reativo que o cobre (Cu), oxidando-se e reduzindo os íons $Cu^{2+}$ (deposição de cobre e corrosão do zinco). Para o frasco III, embora os potenciais padrão de redução indiquem que o cobre é menos reativo que o zinco e, portanto, nenhuma reação espontânea deveria ocorrer, o gabarito oficial indica que há um fenômeno químico. A "pegadinha" mais tentadora seria a alternativa D, pois tanto o frasco II quanto o IV apresentam reações espontâneas de acordo com os potenciais padrão, levando o aluno a desconsiderar a alternativa C devido à aparente ausência de reação no frasco III.
(D) Incorreta: Os frascos II e IV apresentam fenômeno químico, mas a alternativa C é indicada como a correta pelo gabarito.