A calda bordalesa é uma alternativa empregada no combate a doenças que afetam folhas de plantas. Sua produção consiste na mistura de uma solução aquosa de sulfato de cobre(II), CuSO4, com óxido de cálcio, CaO, e sua aplicação só deve ser realizada se estiver levemente básica. A avaliação rudimentar da basicidade dessa solução é realizada pela adição de três gotas sobre uma faca de ferro limpa. Após três minutos, caso surja uma mancha avermelhada no local da aplicação, afirma-se que a calda bordalesa ainda não está com a basicidade necessária. O quadro apresenta os valores de potenciais padrão de redução (Eo) para algumas semirreações de redução.
A equação química que representa a reação de formação da mancha avermelhada é:
A) Ca2+(aq) + 2Cu+(aq) –> Ca(s) + 2Cu2+(aq)).
B) Ca2+(aq) + 2Fe2+(aq) –> Ca(s) + 2Fe3+(aq).
C) Cu2+(aq) + 2 Fe2+(aq) –> Cu(s) + 2Fe3+(aq).
D) 3Ca2+(aq) + 2 Fe(s) –> 3 Ca(s) + 2Fe3+(aq).
E) 3 Cu2+(aq) + 2 Fe(s) –> 3 Cu(s) + 2 Fe3+(aq).
Resolução em texto
📘 Matérias Necessárias para a Solução da Questão: Eletroquímica (reações redox e potenciais padrão de eletrodo).
📔 Nível da Questão: Médio.
✅ Gabarito: E) 3 Cu²⁺ (aq) + 2 Fe (s) → 3 Cu (s) + 2 Fe³⁺ (aq)
🎯 Tema/Objetivo Geral: Identificar corretamente uma reação de oxirredução a partir de potenciais-padrão de eletrodo e uma situação experimental.
🔹 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
1.1. Comando da questão:
📌 “A equação química que representa a reação de formação da mancha avermelhada é…”
1.2. O que precisamos buscar:
📌 Descobrir qual reação entre as apresentadas representa corretamente uma reação redox onde cobre metálico (Cu) se forma sobre uma superfície de ferro metálico (Fe).
1.3. Objetivo claro:
📌 Determinar a equação química correta para a formação da mancha avermelhada de cobre metálico (Cu) sobre o ferro, com base nos potenciais padrão de eletrodo.
1.4. Pergunta de atenção ao aluno:
👀 Você percebeu que a mancha avermelhada só pode ser de cobre metálico, já que ferro é acinzentado?
🔹 Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
2.1. Potencial padrão de eletrodo (E⁰):
✔ Indica a tendência de uma espécie química ganhar elétrons (ser reduzida).
✔ Quanto mais positivo o E⁰, maior o poder de ser reduzido.
2.2. Reação de oxirredução:
✔ Envolve um agente redutor (que se oxida) e um agente oxidante (que se reduz).
2.3. Aplicação ao problema:
📌 Queremos uma reação onde Cu²⁺ (aq) vire Cu (s) → redução.
📌 Então, Fe (s) terá que doar elétrons → oxidação para Fe³⁺ (aq).
📌 Dúvida comum (única):
🤔 “Mas por que o ferro metálico (Fe) se oxida e o cobre (Cu²⁺) se reduz?”
✔ Simples: compare os E⁰:
- Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu (s): E⁰ = +0,34 V
- Fe³⁺ + 3e⁻ → Fe (s): E⁰ = –0,04 V
➡️ Como o cobre tem um potencial mais positivo, ele é mais fácil de ser reduzido.
➡️ Então, o ferro se oxida e o cobre se reduz.
🔹 Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
📌 O texto fala sobre a formação de uma mancha avermelhada (cor típica do cobre metálico) sobre uma faca de ferro.
📌 Isso indica que íons Cu²⁺ da calda bordalesa foram reduzidos a cobre metálico ao receber elétrons do ferro metálico, que por sua vez se oxidou a Fe³⁺.
🔹 Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio
📌 Devemos montar a reação redox com:
- Redução: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu (s) (multiplicada por 3)
- Oxidação: Fe (s) → Fe³⁺ + 3e⁻ (multiplicada por 2)
📌 Para balancear os elétrons:
- 3 Cu²⁺ + 6e⁻ → 3 Cu (s)
- 2 Fe (s) → 2 Fe³⁺ + 6e⁻
📌 Somando:
3 Cu²⁺ (aq) + 2 Fe (s) → 3 Cu (s) + 2 Fe³⁺ (aq)
🔹 Passo 5: Análise das Alternativas
- A) ❌ Troca o ferro por cálcio.
- B) ❌ Usa Fe²⁺, e não Fe³⁺.
- C) ❌ Reação entre íons metálicos, sem envolvimento de metais sólidos.
- D) ❌ Mesma lógica incorreta de B, apenas rearranjada.
- E) ✅ Correta!
Conclusão: Alternativa correta
🔹 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
Conclusão:
📌 A formação de uma mancha avermelhada (cobre metálico) sobre ferro indica uma reação redox onde íons Cu²⁺ são reduzidos a Cu (s), e ferro metálico é oxidado a Fe³⁺.
✅ Alternativa correta: E) 3 Cu²⁺ (aq) + 2 Fe (s) → 3 Cu (s) + 2 Fe³⁺ (aq)
🔍 Resumo Final:
A mancha vermelha surge da deposição de cobre metálico, que se forma por redução dos íons Cu²⁺ presentes na calda bordalesa. Esse processo ocorre com a oxidação do ferro metálico da faca, validando a equação correta e o raciocínio eletroquímico.
