(ENADE 2011) As reações químicas podem ser evidenciadas por aspectos visuais tais como a produção de gases, mudanças de cor e a formação de sólidos. Processos eletroquímicos podem ser caracterizados por essas evidências, como mostram as equações (i) e (ii). (i) Fe(II)_(aq) + e^- = Fe(I)_(s) amarelo (ii) Cu²⁺_(aq) + 2 e^- = Cu_(s) azul Ao se construir a seguinte célula galvânica Pt_(s) | Fe²⁺_(aq), Fe³⁺_(aq) || Cu²⁺_(aq) | Cu_(s) será observado que a solução de íons ferro se tornará mais ácida e a solução de íons cobre se tornará mais azulada. Nessa situação,

Alternativa B

A questão descreve uma célula galvânica onde ocorrem mudanças visuais nas soluções, indicando quais processos de oxidação e redução estão acontecendo em cada eletrodo.

Análise da Reação

Para encontrar a resposta correta, precisamos interpretar as evidências fornecidas no enunciado sobre as cores das soluções:

• Lado do Ferro: O texto diz que a solução se torna "mais esverdeada".
• A equação (i) mostra que Fe(III) é amarelo e Fe(II) é verde claro.
• Para ficar mais verde, a concentração de Fe(II) deve aumentar.
• Isso ocorre pela reação: Fe^{3+}_{(aq)} + e^- \rightarrow Fe^{2+}_{(aq)}
• Ganho de elétron é Redução. Portanto, o eletrodo de ferro (com platina) atua como Cátodo.
• Lado do Cobre: O texto diz que a solução se torna "mais azulada".
• A equação (ii) mostra que Cu(II) é azul.
• Para ficar mais azul, a concentração de Cu^{2+} deve aumentar.
• Isso ocorre pela reação oposta à redução: Cu_{(s)} \rightarrow Cu^{2+}_{(aq)} + 2e^-
• Perda de elétron é Oxidação. Portanto, o eletrodo de cobre atua como Ânodo.

Justificativa das Alternativas

Com base na análise acima, avaliamos as opções:

• Fluxo de elétrons: Em células galvânicas, os elétrons fluem sempre do Ânodo (Oxidação) para o Cátodo (Redução). Como o Cobre é o ânodo e o Ferro é o cátodo, o fluxo vai de Cobre para Ferro. (Alternativa A incorreta).
• Potenciais de Redução: Para que a reação seja espontânea (como em uma célula galvânica), a espécie que sofre redução (Cátodo) deve ter um potencial de redução padrão (E^\circ) maior que a espécie que sofre oxidação (Ânodo).
• E^\circ(Fe^{3+}/Fe^{2+}) > E^\circ(Cu^{2+}/Cu).
• Logo, o potencial de redução do Fe(III) é maior que o do Cu(II). (Alternativa B correta).
• Identificação dos Eletrodos: O cátodo é onde ocorre a redução. Como vimos, a redução ocorreu no lado do ferro. (Alternativa C incorreta).
• Processos Químicos: Ocorre redução dos íons Fe(III) para Fe(II) e oxidação do metal Cu para íons Cu(II). (Alternativas D e E incorretas).

Conclusão: A alternativa B é a única que descreve corretamente a relação termodinâmica necessária para que o processo descrito ocorra espontaneamente.