Objetos de prata escurecem em contato com compostos contendo enxofre por causa da formação de uma fina camada de sulfeto de prata. Um método simples para clarear o objeto consiste em forrar um recipiente com papel alumínio, adicionar ao recipiente uma solução aquosa de cloreto de sódio e, enfim, mergulhar o objeto de prata enegrecido. Em cerca de três minutos, a prata volta à coloração original. As seguintes semirreações e os respectivos potenciais-padrão de redução são úteis para a compreensão dos fenômenos ocorridos.
Ag2S (s) + 2 e− → 2 Ag (s) + S2− (aq) −0,69 V
O2 (g) + 4 H+ (aq) + 4 e− → 2 H2O (l) +1,23 V
Al3+ (aq) + 3 e− → Al (s) −1,68 V
SARTORI, E. R.; BATISTA, E. F.; FATIBELLO-FILHO, O. Escurecimento e limpeza
de objetos de prata: um experimento simples e de fácil execução envolvendo
reações de oxidação-redução. Química Nova na Escola, n. 30, 2008 (adaptado).
Os valores das diferenças de potencial-padrão das reações que representam o escurecimento e o clareamento do objeto de prata são, respectivamente:
Esta questão avalia o conceito de potencial-padrão de célula eletroquímica (E°_{célula}), calculado pela fórmula:
E°_{célula} = E°_{cátodo} - E°_{ânodo}
onde E°_{cátodo} é o potencial de redução do agente oxidante e E°_{ânodo} é o potencial de redução do agente redutor (que sofre oxidação).
Escurecimento (formação de \text{Ag}_2\text{S}):
A prata é oxidada na presença de compostos sulfurados, e o oxigênio do ar atua como oxidante. A reação global combina:
Cátodo (redução): \text{O}_2 + 4\text{H}^+ + 4e^- \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}, com E° = +1{,}23\text{ V}
Ânodo (oxidação): 2\text{Ag} + \text{S}^{2-} \rightarrow \text{Ag}_2\text{S} + 2e^-, que é o inverso da semirreação com E° = -0{,}69\text{ V}
E°_{escurecimento} = +1{,}23 - (-0{,}69) = +1{,}92\text{ V}
Clareamento (redução de \text{Ag}_2\text{S} pelo alumínio):
O papel alumínio (Al) atua como agente redutor, cedendo elétrons ao \text{Ag}_2\text{S}:
Cátodo (redução): \text{Ag}_2\text{S} + 2e^- \rightarrow 2\text{Ag} + \text{S}^{2-}, com E° = -0{,}69\text{ V}
Ânodo (oxidação): \text{Al} \rightarrow \text{Al}^{3+} + 3e^-, referente à semirreação com E° = -1{,}68\text{ V}
E°_{clareamento} = -0{,}69 - (-1{,}68) = +0{,}99\text{ V}
Ambos os valores positivos confirmam que as reações são espontâneas. As demais alternativas resultam de trocas entre cátodo e ânodo ou de combinações incorretas das semirreações.
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