Em competições esportivas, os atletas que alcançam as três primeiras posições são condecorados com medalhas denominadas ouro, prata e bronze. Contudo, na Olimpíada e na Paralimpíada de Paris, a composição das medalhas de ouro e de bronze entregues aos atletas não corresponde ao que seus nomes sugerem.

Resolução

a) Para uma medalha de bronze verdadeira com 437 g, a composição deveria ser 67% em massa de cobre e 33% em massa de estanho.

Massa de Cu = 67% × 437 g = 0,67 × 437 g = 293 g

Massa de Sn = 33% × 437 g = 0,33 × 437 g = 144 g

Verificação: 293 g + 144 g = 437 g

b) Para que a pilha funcione, é necessário analisar os potenciais de redução dos metais envolvidos. Consultando a série eletroquímica:

Au³⁺ + 3e⁻ → Au E° = +1,50 V

Ag⁺ + e⁻ → Ag E° = +0,80 V

Como o ouro possui maior potencial de redução, ele será reduzido (cátodo), enquanto a prata será oxidada (ânodo).

Compartimentos:

• Medalha de ouro (cátodo): solução de Au(NO₃)₃ 1 mol/L

• Medalha de prata (ânodo): solução de AgNO₃ 1 mol/L

Reações:

• Ânodo (prata): Ag → Ag⁺ + e⁻

• Cátodo (ouro): Au³⁺ + 3e⁻ → Au

Deposição: O ouro metálico se deposita sobre a medalha de ouro.

c) Para extrair 6 g de Au presentes na medalha:

Cálculo da massa de sedimento:

Se 1 tonelada de sedimento contém 8 g de Au:

1000 kg ——— 8 g Au

x kg ——— 6 g Au

x = (6 × 1000) ÷ 8 = 750 kg de sedimento

Cálculo da contaminação por Hg:

Para extrair 6 g de Au, são necessários:

Massa de Hg = 3 g Hg/g Au × 6 g Au = 18 g de Hg

Quantidade de Hg que atinge o corpo d'água:

Hg no corpo d'água = 60% × 18 g = 0,60 × 18 g = 10,8 g

Concentração de Hg no corpo d'água:

Volume do corpo d'água = 6 milhões de litros = 6 × 10⁶ L

Concentração = 10,8 g ÷ (6 × 10⁶ L) = 1,8 × 10⁻⁶ g/L

Comparação com o limite legal:

• Concentração calculada: 1,8 × 10⁻⁶ g/L

• Limite legal: 1,0 × 10⁻⁶ g/L

Como 1,8 × 10⁻⁶ > 1,0 × 10⁻⁶, a concentração de mercúrio excede o limite legal.

Resposta: O corpo d'água NÃO seria considerado próprio para consumo em relação ao Hg, pois a concentração (1,8 × 10⁻⁶ g/L) supera o limite estabelecido pela legislação brasileira (1,0 × 10⁻⁶ g/L).

Resumo das respostas:

a) Cu: 293 g; Sn: 144 g

b) Au(NO₃)₃ na medalha de ouro; AgNO₃ na medalha de prata; Au se deposita sobre a medalha de ouro

c) 750 kg de sedimento; NÃO é próprio para consumo (concentração de Hg = 1,8 × 10⁻⁶ g/L > limite de 1,0 × 10⁻⁶ g/L)