Questão 81 — ENEM 2015 (Natureza)

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 (E°) para algumas semirreações de redução.

A equação química que representa a reação de formação da mancha avermelhada é:

• A) Ca²⁺ (aq) + 2 Cu⁺ (aq) → Ca (s) + 2 Cu²⁺ (aq).
• B) Ca²⁺ (aq) + 2 Fe²⁺ (aq) → Ca (s) + 2 Fe³⁺ (aq).
• C) Cu²⁺ (aq) + 2 Fe²⁺ (aq) → Cu (s) + 2 Fe³⁺ (aq).
• D) 3 Ca²⁺ (aq) + 2 Fe (s) → 3 Ca (s) + 2 Fe³⁺ (aq).
• E) 3 Cu²⁺ (aq) + 2 Fe (s) → 3 Cu (s) + 2 Fe³⁺ (aq). — Gabarito (resposta correta)

Resolução

Esta questão avalia o conceito de oxirredução espontânea e o uso de potenciais padrão de redução para prever se uma reação ocorre.

A mancha avermelhada formada sobre a faca de ferro é o cobre metálico (Cu_{(s)}), com sua coloração característica. Isso ocorre porque os íons Cu^{2+} presentes na calda bordalesa reagem com o ferro sólido (Fe_{(s)}) da faca.

Para identificar a reação correta, analisa-se a tabela de potenciais padrão de redução:

• Semirreação de redução: Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu, E° = +0{,}34\text{ V}
• Semirreação de oxidação (inversa): Fe \rightarrow Fe^{3+} + 3e^-, E° = +0{,}04\text{ V}

Como o Cu^{2+} possui maior potencial de redução que o Fe^{3+}, o cobre é reduzido e o ferro é oxidado. Balanceando os elétrons transferidos (mínimo múltiplo comum entre 2 e 3 = 6):

\text{Redução (×3): } 3Cu^{2+} + 6e^- \rightarrow 3Cu

\text{Oxidação (×2): } 2Fe \rightarrow 2Fe^{3+} + 6e^-

\text{Global: } 3Cu^{2+}_{(aq)} + 2Fe_{(s)} \rightarrow 3Cu_{(s)} + 2Fe^{3+}_{(aq)}

O E°_{cell} = +0{,}34 - (-0{,}04) = +0{,}38\text{ V} > 0, confirmando que a reação é espontânea. Quando a basicidade está adequada, os íons Cu^{2+} precipitam como Cu(OH)_2 e não há reação com o ferro — logo, sem mancha avermelhada.

As demais alternativas são incorretas porque envolvem o Ca^{2+} sendo reduzido (impossível, pois seu E° é muito negativo: -2{,}87\text{ V}) ou espécies como Fe^{2+} que não estão presentes no ferro sólido da faca.

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