Questão 15 do ENEM 2009 — Ciências da Natureza

Esta questão trata da purificação eletrolítica do cobre, um processo industrial que separa o cobre puro das impurezas metálicas presentes no metal bruto. O ponto-chave é entender o que acontece no ânodo.

O papel do ânodo

O ânodo é o eletrodo onde ocorre a oxidação (perda de elétrons). No refino, o cobre impuro forma o ânodo: o cobre metálico ($\text{Cu}$) se oxida a íons $\text{Cu}^{2+}$, que passam para a solução aquosa e depois se depositam, já purificados, no cátodo.

Junto ao cobre, existem impurezas metálicas com dois destinos possíveis:

1. Algumas se oxidam e passam para a solução, tal como o cobre.
2. Outras não se oxidam: apenas se soltam da barra conforme o cobre ao redor se dissolve e caem no fundo do recipiente, formando a chamada lama anódica.

O critério: força redutora

Quem decide o destino de cada impureza é a força redutora, isto é, a tendência do metal de se oxidar (perder elétrons). Quanto maior a força redutora, mais facilmente o metal se oxida.

• Impureza com força redutora maior que a do cobre: oxida-se com facilidade e vai para a solução.
• Impureza com força redutora menor que a do cobre: não se oxida nessas condições, permanece sólida e se sedimenta (lama anódica). São os metais mais nobres.

Aplicando à série apresentada

Pela série eletroquímica da figura, na qual a força redutora cresce no sentido indicado pela seta, podemos separar os metais em dois grupos em relação ao cobre:

• Metais com maior força redutora que o cobre — Chumbo ($\text{Pb}$), Níquel ($\text{Ni}$) e Zinco ($\text{Zn}$): oxidam-se e passam para a solução, não formando lama anódica.
• Metais com menor força redutora que o cobre — Ouro ($\text{Au}$), Platina ($\text{Pt}$) e Prata ($\text{Ag}$): mais nobres, não se oxidam e, portanto, sedimentam-se abaixo do ânodo.

Logo, as impurezas que se sedimentam são o Ouro ($\text{Au}$), a Platina ($\text{Pt}$) e a Prata ($\text{Ag}$), o que corresponde à alternativa B.