Questão 50156

ITA 2010

Química

(ITA - 2010 - 2ª Fase)

Considere que certa solução aquosa preparada recentemente contém nitratos dos seguintes cátions: Pb²⁺, Cu²⁺, Fe²⁺ e Ag⁺. Descreva um procedimento experimental para separar esses íons, supondo que você dispõe de placas polidas dos seguintes metais puros: zinco, cobre, ferro, prata, chumbo e ouro e os instrumentos de vidro adequados. Descreva cada etapa experimental e apresente todas as equações químicas balanceadas.

Dados:

E^o_Zn²⁺/Zn = -0,76 V
E^o_Fe²⁺/Fe = -0,44 V
E^o_Pb²⁺/Pb = -0,13 V
E^o_Cu²⁺/Cu = 0,34 V
E^o_Ag²⁺/Ag = 0,80 V
E^o_Au²⁺/Au = 1,40 V

Gabarito:

Resolução:

E^o_Zn²⁺/Zn = -0,76 V
E^o_Fe²⁺/Fe = -0,44 V
E^o_Pb²⁺/Pb = -0,13 V
E^o_Cu²⁺/Cu = 0,34 V
E^o_Ag²⁺/Ag = 0,80 V
E^o_Au²⁺/Au = 1,40 V

O procedimento consiste em inserir a placa de um determinado metal na solução. O metal a ser utilizado deve ter potencial de redução tal que ocorra a redução de somente um dos íons. Os íons da solução irão sofrer redução e se depositarão na placa inserida na solução. O procedimento é repetido com outras placas até que todos os íons sejam reduzidos separadamente.

1ª etapa: imersão da placa de cobre. O cobre tem potencial de redução menor que o da prata e maior que o dos outros metais, o que significa que o procedimento resulta na redução dos íons Ag²⁺, conforme representado pela equação:

Cu^o_(s) + Ag²⁺_(aq) → Cu²⁺_(aq) + Ag^o_(s)

2ª etapa: imersão da placa de chumbo. O chumbo tem potencial de redução menor que o do cobre e maior que o dos outros metais, o que significa que o procedimento resulta na redução dos íons Cu²⁺, conforme representado pela equação:

Pb^o_(s) + Cu²⁺_(aq) → Pb²⁺_(aq) + Cu^o_(s)

3ª etapa: imersão da placa de ferro. O ferro tem potencial de redução menor que o do chumbo e maior que o dos outros metais, o que significa que o procedimento resulta na redução dos íons Pb²⁺, conforme representado pela equação:

Fe^o_(s) + Pb²⁺_(aq) → Fe²⁺_(aq) + Pb^o_(s)

4ª etapa: imersão da placa de zinco. O zinco tem potencial de redução menor que o do ferro, o que significa que o procedimento resulta na redução dos íons Fe²⁺, conforme representado pela equação:

Zn^o_(s) + Fe²⁺_(aq) → Zn²⁺_(aq) + Fe^o_(s)

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