Questão 124 — ENEM 2020 Digital

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Reações de oxirredução (número de oxidação, agente redutor e agente oxidante)
• ⚡ Nível: Médio — exige atribuir o número de oxidação (Nox) de cinco elementos diferentes em duas etapas da reação e comparar variações simultaneamente
• 🎯 Tema/Habilidade: Identificação de agente redutor e agente oxidante a partir de uma equação química completa (Competência de Área 5 — transformações químicas)
• 🏆 Gabarito: D — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Na reação que restaura objetos de prata escurecidos, qual espécie sofre oxidação e, por isso, é classificada como agente redutor?"
• Palavras-chave decisivas: restaurar a superfície original, panela de alumínio, agente redutor/oxidante
• Armadilha típica: associar "quem fica bonito de novo" (a prata, que volta a brilhar) com "quem causa a reação". A prata é a espécie beneficiada pela reação (ela é reduzida), não a responsável por doar elétrons.
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de calcular o Nox de cada átomo antes e depois da reação, apontar corretamente quem oxida e quem reduz, e usar a definição correta de agente redutor (a espécie que se oxida).

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Número de oxidação (Nox): carga elétrica que um átomo assumiria se todas as suas ligações fossem consideradas iônicas; é a ferramenta que permite "rastrear" para onde foram os elétrons numa reação.
• Oxidação: perda de elétrons, com consequente aumento do Nox do átomo.
• Redução: ganho de elétrons, com consequente diminuição do Nox do átomo.
• Agente redutor: a espécie que se oxida; ao perder elétrons, ela "empresta" esses elétrons para outra espécie, reduzindo-a — por isso é chamada de redutora.
• Agente oxidante: a espécie que se reduz; ao ganhar elétrons, ela retira elétrons de outra espécie, oxidando-a.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "formação de uma película superficial de sulfeto de prata (Ag₂S)" → no composto Ag₂S, a prata está no estado Ag⁺ (Nox +1), ou seja, "combinada" e escurecida — diferente da prata metálica (Nox 0), que é brilhante.
• Evidência 2: "mergulhá-los em uma solução... contida em uma panela comum de alumínio" → o alumínio metálico (Nox 0) participa ativamente da reação e, nos produtos, aparece como NaAlO₂, em que o Al está combinado (Nox +3).
• Síntese: a restauração visual da prata é o efeito, não a causa, da reação. A causa é uma transferência de elétrons: o alumínio metálico perde elétrons (oxida) e esses elétrons são recebidos pelos íons Ag⁺ do sulfeto, que voltam a ser prata metálica (reduzem). Isso já aponta o alumínio como a espécie que impulsiona o processo.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Atribuir o Nox de cada elemento nos reagentes

• Ag₂S(s): Ag = +1; S = −2 (regra: em compostos binários, o elemento mais eletronegativo, aqui o enxofre, fica com o Nox negativo típico, −2).
• Al(s): substância simples → Nox = 0.
• NaOH(aq): Na = +1; O = −2; H = +1 (valores fixos característicos de hidróxidos).

Subpasso 4.2 — Atribuir o Nox de cada elemento nos produtos e comparar

• Ag(s): substância simples → Nox = 0. Variação: Ag⁺¹ → Ag⁰ → ganhou 1 elétron por átomo → REDUÇÃO.
• Na₂S(aq): Na = +1; S = −2 (sem alteração em relação ao reagente).
• NaAlO₂(aq): Na = +1; O = −2; logo, para a soma total ser zero: (+1) + Al + 2(−2) = 0 → Al = +3. Variação: Al⁰ → Al⁺³ → perdeu 3 elétrons por átomo → OXIDAÇÃO.
• H₂O(l): H = +1; O = −2 (sem alteração).

Note que o enxofre (sempre −2) e o sódio, o hidrogênio e o oxigênio (sempre nos mesmos valores) não participam da transferência de elétrons — eles são apenas "espectadores" do ponto de vista redox.

Subpasso 4.3 — Verificação pelo balanço de elétrons

A equação já vem balanceada: 2 Al e 6 Ag.

• Elétrons perdidos pelo alumínio: 2 átomos × 3 e⁻ = 6 elétrons cedidos.
• Elétrons ganhos pela prata: 6 átomos × 1 e⁻ = 6 elétrons recebidos.

Os números batem exatamente (6 e⁻ = 6 e⁻), confirmando que a leitura dos Nox está correta e que a proporção estequiométrica 2 Al : 6 Ag existe justamente para equilibrar essa troca de elétrons. Como o alumínio é quem cede elétrons (se oxida), ele é, por definição, o agente redutor da reação — é ele quem "reduz" a prata, devolvendo-lhe o brilho metálico.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) prata, que reduz o enxofre.

❌ Incorreta: a prata não reduz o enxofre — na verdade, ela mesma é a espécie reduzida (Ag⁺¹ → Ag⁰). Além disso, o enxofre não muda de Nox em nenhum momento (permanece −2 em Ag₂S e em Na₂S), então não há redução de enxofre ocorrendo.

B) íon sulfeto, que sofre oxidação.

❌ Incorreta: o íon sulfeto (S²⁻) mantém Nox −2 do início ao fim da reação (em Ag₂S e em Na₂S). Como não há variação de Nox, ele não sofre oxidação nem redução — apenas troca de "parceiro" catiônico, de Ag⁺ para Na⁺.

C) íon hidróxido, que atua como agente oxidante.

❌ Incorreta: os átomos que compõem o OH⁻ (O = −2 e H = +1) não alteram seu Nox em nenhum produto. O hidróxido participa da reação como base, fornecendo o meio para a formação do aluminato (NaAlO₂), mas não recebe nem doa elétrons — logo, não é agente oxidante.

D) alumínio, que atua como agente redutor no processo.

✅ Correta: como demonstrado no Passo 4, o alumínio sai de Nox 0 (metálico) para Nox +3 (em NaAlO₂), perdendo 3 elétrons por átomo. Ao doar esses elétrons para os íons Ag⁺, o alumínio se oxida e provoca a redução da prata — exatamente a definição de agente redutor.

E) variação do pH do meio reacional, que aumenta durante a reação.

❌ Incorreta: o NaOH é um reagente consumido na proporção de 8 mol para cada 3 mol de Ag₂S — ou seja, a concentração de hidróxido tende a diminuir, e não aumentar, à medida que a reação avança. Além disso, a explicação do fenômeno pedida pela questão é de natureza redox (transferência de elétrons), não uma questão de pH.

🏆 Gabarito: D — o alumínio metálico é oxidado (Nox 0 → +3), cedendo elétrons que reduzem os íons Ag⁺ do sulfeto de prata a prata metálica; por definição, a espécie que se oxida e promove a redução de outra é o agente redutor.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: somente o alumínio apresenta variação de Nox compatível com oxidação (0 → +3) nesta reação, sendo, portanto, o único candidato correto a "agente redutor" — todas as outras alternativas descrevem espécies que não variam de Nox ou atribuem o papel redox trocado.
• Padrão de cobrança: o ENEM recorrentemente cobra reações redox em contextos do cotidiano (limpeza de prata, baterias, ferrugem, fotossíntese/respiração) exigindo que o estudante calcule Nox e diferencie agente redutor de agente oxidante — geralmente sem pedir o balanceamento em si, que já vem pronto.
• Generalização: para identificar o agente redutor em qualquer reação, calcule o Nox de todos os elementos antes e depois; a espécie cujo Nox aumenta é o agente redutor (ela se oxidou), e a espécie cujo Nox diminui é o agente oxidante (ela se reduziu).
• Dica de eliminação rápida: descarte de imediato qualquer alternativa que cite um elemento cujo Nox seja igual nos dois lados da equação (aqui, S, Na, H e O não mudam) — sobra apenas Ag e Al como candidatos reais, e a leitura do enunciado (alumínio da panela reagindo) já aponta o alumínio como protagonista.
• Conexões: o mesmo raciocínio se aplica a pilhas e baterias (eletrodo que oxida = polo negativo/agente redutor) e a processos de corrosão de metais, temas frequentes em Química no ENEM.