Questão 70

ENEM 2015

Química

(ENEM PPL - 2015)

O alumínio é um metal bastante versátil, pois, a partir dele, podem-se confeccionar materiais amplamente utilizados pela sociedade. A obtenção do alumínio ocorre a partir da bauxita, que é purificada e dissolvida em criolita fundida (Na₃AlF₆) e eletrolisada a cerca de 1.000 ^oC. Há liberação do gás dióxido de carbono (CO₂), formado a partir da reação de um dos produtos da eletrólise com o material presente nos eletrodos. O ânodo é formado por barras de grafita submergidas na mistura fundida. O cátodo é uma caixa de ferro coberta de grafita. A reação global do processo é:

2Al₂O₃(l) + 3C(s) → 4Al(l) + 3CO₂(g)

Na etapa de obtenção do alumínio líquido, as reações que ocorrem no cátodo e ânodo são:

$c'{a}todo:Al^{3+} + 3e^- ightarrow Al \ ^{a}nodoleft{egin{matrix} 2O^{2-} ightarrow O_{2} + 4e^- \ C + O_{2} ightarrow CO_{2} end{matrix} ight.$

$c'{a}todo left{egin{matrix} 2O^{2-} ightarrow O_{2} + 4e^- \ C + O_{2} ightarrow CO_{2} end{matrix} ight. \ ^{a}nodo: Al^{3+} + 3e^- ightarrow Al$

$c'{a}todo left{egin{matrix} 2O^{2-} ightarrow O_{2} + 4e^- \ Al^{3+} + 3e^- ightarrow Al end{matrix} ight. \ ^{a}nodo: C + O_{2} ightarrow CO_{2}$

$c'{a}todo left{egin{matrix} Al^{3+} + 3e^- ightarrow Al \ C + O_{2} ightarrow CO_{2} end{matrix} ight. \ ^{a}nodo: 2O^{2-} ightarrow O_{2} + 4e^-$

$c'{a}todo: 2O^{2-} ightarrow O_{2} + 4e^- \ ^{a}nodo left{egin{matrix} Al^{3+} + 3e^- ightarrow Al \ C + O_{2} ightarrow CO_{2} end{matrix} ight.$

Gabarito: $c'{a}todo:Al^{3+} + 3e^- ightarrow Al \ ^{a}nodoleft{egin{matrix} 2O^{2-} ightarrow O_{2} + 4e^- \ C + O_{2} ightarrow CO_{2} end{matrix} ight.$

Resolução:

O cátodo sempre sofre redução, enquanto que o ânodo sempre sofre oxidação, se avaliarmos os NOx de cada uma das substâncias verificaremos que:

$Al^{3+}+e^{-} ightarrow Al$

NOx: $3+ ightarrow 0$

O alumínio está reduzindo, portanto ele faz parte do cátodo.

$C+O_{2} ightarrow CO_{2}$

NOx (C): $0 ightarrow 4+$

A grafita está oxidando, logo ela faz parte do ânodo.

$2O^{2-} ightarrow O_{2}+4e^{-}$

O Oxigênio está oxidando, logo ele faz parte do ânodo.

resposta:

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