ITA 2010 — Questão 29

Uma chapa metálica de cobre recoberta com uma camada passiva de óxido de cobre (I) é imersa em um recipiente de vidro contendo água destilada acidificada (pH = 4) e gás oxigênio ($\mathrm{O_2}$) dissolvido, sendo a temperatura e a pressão deste sistema iguais a 25 °C e 1 atm, respectivamente. Admitindo-se que a concentração inicial de equilíbrio dos íons de cobre (II) na solução aquosa é de $10^{-6}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ e, considerando que, nessas condições, a camada de óxido que envolve o metal pode ser dissolvida:

a) Escreva a equação química balanceada da reação que representa o processo de corrosão do $\mathrm{Cu_2O(s)}$ no referido meio líquido com o $\mathrm{O_2(g)}$ dissolvido.

b) Determine o valor numérico da pressão de oxigênio, expresso em atm, a partir do qual o $\mathrm{Cu_2O(s)}$ apresenta tendência termodinâmica de sofrer corrosão espontânea no meio descrito acima.

Dados: $E^{\circ}_{\mathrm{Cu^{2+}/Cu_2O}} = 0{,}20\ \mathrm{V}$; $\quad E^{\circ}_{\mathrm{O_2/H_2O}} = 1{,}23\ \mathrm{V}$