Questão 124 do ENEM 2020 — Ciências da Natureza

Para entender como ocorre a restauração do objeto de prata, precisamos analisar a equação química fornecida e identificar o que acontece com os elétrons das substâncias envolvidas. Esse é um clássico problema de oxirredução.

Primeiro, vamos determinar o Número de Oxidação (NOX) dos elementos antes e depois da reação:

Na substância reagente sulfeto de prata ($\text{Ag}_2\text{S}$), o enxofre tem NOX igual a $-2$. Como a molécula é neutra, cada prata ($\text{Ag}$) tem NOX igual a $+1$.

O alumínio metálico ($\text{Al}$) é uma substância simples, logo, seu NOX é $0$.

Nos produtos, a prata metálica ($\text{Ag}$) também é uma substância simples, passando a ter NOX $0$.

No aluminato de sódio ($\text{NaAlO}_2$), o sódio ($\text{Na}$) tem NOX $+1$ e cada oxigênio ($\text{O}$) tem NOX $-2$. Para que a soma das cargas seja zero ($+1 + \text{NOX}_{\text{Al}} + 2 \cdot (-2) = 0$), o alumínio ($\text{Al}$) deve ter NOX $+3$.

Agora, vamos observar as variações:

A prata ($\text{Ag}$) foi de $+1$ para $0$. Como seu NOX diminuiu, ela ganhou elétrons, ou seja, sofreu redução.

O alumínio ($\text{Al}$) foi de $0$ para $+3$. Como seu NOX aumentou, ele perdeu elétrons, ou seja, sofreu oxidação.

Na química, chamamos de agente redutor a espécie que provoca a redução de outra ao doar elétrons. Para que a prata seja reduzida (ganhe elétrons), alguém precisa fornecer esses elétrons. Quem faz isso é o alumínio, que se oxida no processo. Portanto, o alumínio atua como o agente redutor.

Analisando as alternativas:

A) Incorreta. A prata sofre redução (não reduz o enxofre); quem a reduz é o alumínio.

B) Incorreta. O íon sulfeto ($\text{S}^{2-}$) mantém seu NOX $-2$ no produto $\text{Na}_2\text{S}$, não sofrendo oxidação.

C) Incorreta. O íon hidróxido não sofre alteração em seu NOX (o oxigênio continua $-2$ e o hidrogênio $+1$), não atuando como agente oxidante.

D) Correta. O alumínio sofre oxidação (perde elétrons) e, consequentemente, atua como agente redutor, fornecendo os elétrons necessários para que a prata volte ao seu estado metálico original.

E) Incorreta. Como o $\text{NaOH}$ (uma base forte) é consumido durante a reação, a concentração de íons $\text{OH}^-$ diminui, o que faz com que o pH do meio diminua, e não aumente.

Portanto, a restauração ocorre graças à ação do alumínio como agente redutor.