Questão 71
FUVEST 2003
(FUVEST - 2003)
Três metais foram acrescentados a soluções aquosas de nitratos metálicos, de mesma concentração, conforme indicado na tabela. O cruzamento de uma linha com uma coluna representa um experimento. Um retângulo escurecido indica que o experimento não foi realizado; o sinal (-) indica que não ocorreu reação e o sinal (+) indica que houve dissolução do metal acrescentado e precipitação do metal que estava na forma de nitrato.
| Cd | Co | Pb | |
| Cd(NO3)2 | - | - | |
| Co(NO3)2 | + | - | |
| Pb(NO3)2 | + | + |
Cada um dos metais citados, mergulhado na solução aquosa de concentração 0,1 mol/L de seu nitrato, é um eletrodo, representado por Me Me2+, em que Me indica o metal e Me2+, o cátion de seu nitrato. A associação de dois desses eletrodos constitui uma pilha. A pilha com maior diferença de potencial elétrico e polaridade correta de seus eletrodos, determinada com um voltímetro, é representada por:
Gabarito:
Resolução:
Segundo o enunciado, o sinal positivo (+) indica que ocorreu a reação levando à precipitação do metal que estava na forma de nitrato, ou seja, o metal sofreu redução. As reações que representam a redução dos metais são:
Cd+2 + 2 e- → Cd
Co+2 + 2 e- → Co
Pb+2 + 2 e- → Pb
Se a reação ocorre, isso implica que o metal reduziu e portanto, os metais acrescentados, oxidaram.
Para resolver essa questão, deve-se analisar o comportamento das reações ao adicionar os metais em cada uma das soluções. Dessa forma:
► Adição de cádmio (Cd)
Analisando a tabela, ao adicionar cádmio na solução de Co(NO3)2 e Pb(NO3)2 as reações ocorreram levando a redução do Co e do Pb, o que implica que o Cd tem o menor potencial de redução entre as espécies, já que irá oxidar. Então, a reação da pilha em cada uma dessas soluções será:
Co+2 + Cd → Co + Cd+2
Utilizando a notação da pilha, fica Cd | Cd+2 || Co+2 | Co.
Na pilha com com chumbo, a reação será:
Pb+2 + Cd → Pb + Cd+2
Utilizando a notação da pilha, fica Cd | Cd+2 || Pb+2 | Pb.
► Adição de cobalto (Co)
Analisando a tabela, ao adicionar cobalto na solução de Cd(NO3)2 e Pb(NO3)2 a reação de redução do metal irá ocorrer apenas na solução de chumbo. Isso implica que o potencial de redução do chumbo é maior que do cobalto. Então, a reação da pilha na solução de chumbo é:
Pb+2 + Co → Pb + Co+2
Utilizando a notação da pilha, fica Co | Co+2 || Pb+2 | Pb.
► Adição de chumbo (Pb)
Analisando a tabela, ao adicionar chumbo nas soluções de nitrato de cádmio e de cobalto nenhuma reação ocorre, ou seja, os metais não reduzem. Dessa forma, conclui-se que o chumbo terá o maior potencial de redução entre essas espécies, já que os metais permanecem na forma oxidada.
Juntando as três análises, pode-se concluir que a ordem crescente de potencial de redução é E(red. do Cd) < E(red. do Co) < E(red. do Pb).
Como a questão pergunta a respeito da pilha com maior diferença de potencial, será aquela em que os potenciais de redução distam o maior valor, sendo, portanto, a pilha de cádmio e chumbo. Como já descrito acima, a reação dessa pilha é Pb+2 + Cd → Pb + Cd+2, sendo representada pela notação Cd | Cd+2 || Pb+2 | Pb.
Gabarito: alternativa A