Questão 94 do ENEM 2019 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos entender o processo químico que está ocorrendo com as moedas e como podemos evitá-lo.

O enunciado nos diz que o cobre metálico ($\text{Cu}$) presente nas moedas sofre oxidação ao ser exposto ao ar úmido e ao $\text{CO}_2$, formando o zinabre. A oxidação é o processo em que um elemento perde elétrons. Para evitar que o cobre oxide e forme essa substância tóxica, ele é associado a outro metal na forma de uma liga metálica.

O objetivo desse outro metal é atuar como um metal de sacrifício (ou ânodo de sacrifício). O princípio do metal de sacrifício é simples: se colocarmos em contato com o cobre um metal que tenha uma tendência maior de sofrer oxidação do que ele, esse novo metal irá oxidar no lugar do cobre, protegendo-o.

Na eletroquímica, a tendência de uma espécie química ganhar elétrons (sofrer redução) é medida pelo seu potencial de redução ($E^\circ_{\text{red}}$). Por outro lado, a tendência de perder elétrons (sofrer oxidação) é medida pelo potencial de oxidação ($E^\circ_{\text{oxi}}$).

Sabemos que o potencial de oxidação é o inverso do potencial de redução: $E^\circ_{\text{oxi}} = - E^\circ_{\text{red}}$

Para que o metal associado oxide no lugar do cobre, ele precisa ter um maior potencial de oxidação que o cobre. Consequentemente, analisando pela ótica do potencial de redução, esse metal deve apresentar um menor potencial de redução em relação ao cobre.

Dessa forma, ao ter um menor potencial de redução, o metal adicionado à liga "prefere" oxidar, doando seus elétrons e impedindo que o cobre sofra a oxidação que levaria à formação do zinabre.

Analisando as alternativas, a propriedade correta que o metal deve apresentar em relação ao cobre é um menor potencial de redução.