Ciências da NaturezaEletroquímica (Pilhas, Baterias e Eletrólise)Difícil

Questão de Eletroquímica (Pilhas, Baterias e Eletrólise) — ENEM

Em um estudo de engenharia civil sobre a durabilidade de tubulações em ambientes úmidos, pesquisadores analisam o fenômeno da corrosão galvânica, que ocorre quando dois metais diferentes ficam em contato elétrico na presença de eletrólito, formando uma célula galvânica indesejada. Eles examinam um sistema em que uma tubulação de zinco está parafusada com um conector de cobre em ambiente úmido com sal dissolvido, atuando como eletrólito. Os potenciais-padrão de redução disponíveis na norma técnica consultada são: para o par Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu, E° = +0,34 V, e para o par Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn, E° = −0,76 V. Na célula galvânica espontânea assim formada, o metal de menor potencial se oxida e se corrói, atuando como ânodo, enquanto o de maior potencial se reduz. Com base nesses potenciais e nesse mecanismo de corrosão galvânica, qual metal sofre corrosão preferencial e qual é a ddp da célula formada?
AO cobre sofre corrosão; ddp = +0,42 V.
BO zinco sofre corrosão; ddp = +0,42 V.
CO zinco sofre corrosão; ddp = +1,10 V.
DO cobre sofre corrosão; ddp = +1,10 V.
EAmbos corroem igualmente; ddp = 0 V.

Gabarito comentado

A corrosão galvânica ocorre quando dois metais com potenciais de redução diferentes entram em contato em meio eletrolítico. O metal de menor E° (ânodo) se oxida e corrói, protegendo o de maior E° (cátodo). Entender isso é essencial para o projeto de tubulações e estruturas metálicas, orientando a escolha de materiais compatíveis ou o uso de proteção catódica.

Resolução passo a passo

Na célula galvânica formada pelo par Zn–Cu, o zinco tem menor potencial de redução (−0,76 V) e atua como ânodo, onde ocorre a oxidação, sofrendo corrosão preferencial. O cobre, de maior potencial (+0,34 V), atua como cátodo e é protegido. A ddp é calculada como ddp = E°cátodo − E°ânodo = (+0,34) − (−0,76) = +1,10 V. O valor +0,42 V resultaria de subtrair apenas os módulos (0,34 − (−0,76) calculado como 0,34 − 0,76 = −0,42, ou módulo de 0,34 + 0,76 = 1,10, evidenciando que +0,42 não tem procedência correta neste cálculo). A opção que coloca o cobre como ânodo contradiz o princípio de que o metal de menor E° é o que se oxida. A opção com ddp zero implicaria metais idênticos. Apenas a combinação zinco corroendo com ddp +1,10 V está matematicamente correta e coerente com o mecanismo descrito.

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