Em um processo de eletrodeposição de níquel, empregou-se um eletrodo ativo de níquel e um eletrodo de cobre, ambos parcialmente imersos em uma solução aquosa contendo sais de níquel (cloreto e sulfato) dissolvidos, sendo este eletrólito tamponado com ácido bórico. No decorrer do processo, conduzido à temperatura de 55∘C e pressão de 1 atm, níquel metálico depositou-se sobre a superfície do eletrodo de cobre. Considere que as seguintes afirmações sejam feitas:
I. Ocorre formação de gás cloro no eletrodo de cobre.
II. A concentração de íons cobre aumenta na solução eletrolítica.
III. Ocorre formação de hidrogênio gasoso no eletrodo de níquel.
IV. O ácido bórico promove a precipitação de níquel na forma de produto insolúvel no meio aquoso.
Com relação ao processo de eletrodeposição acima descrito, assinale a opção CORRETA.
A questão é relativamente direta caso se dê a devida atenção ao enunciado. A princípio, o sabemos que o eletrodo de níquel é ativo, ou seja, ele participa do processo galvânico. Além disso, também nos é informado que níquel metálico se depositou na superfície do eletrodo de cobre, isto é, o níquel em solução reduziu, conferindo o eletrodo de cobre como o cátodo. Consequentemente, como o eletrodo de níquel é ativo, este deve ser o ânodo, tal que a reação da célula será:\begin{matrix}
\ce{ \text{Cátodo:} & Ni^{2+}_{(aq)} + 2e- -> Ni_{(s)}} \\
\ce{ \text{Ânodo:} & Ni_{(s)} -> Ni^{2+}_{(aq)} + 2e-}
\end{matrix}$\color{#3368b8}{\text{Nota:}}$ Uma dúvida que pode surgir é como esta célula funciona, afinal, idealmente não há espontaneidade. Contudo, não é uma situação ideal. Creio que a justificativa mais simples seria notar que há níquel em solução, ou seja, a concentração de níquel não é idealizada, e esta concentração confere espontaneidade até certo ponto, visto que o potencial varia conforme concentração das espécies. Noutra perspectiva, vale lembrar da equação de Nersnt, o potencial varia perante a concentração das espécies.
$• \ \text{Afirmativa I:}$ $\color{orangered}{\text{Incorreta}}$
Conforme análise anterior, sabemos que não ocorre. Por outro lado, pondere que isso seria tranquilamente o maior absurdo dentre as reações possíveis, pois esperaríamos a oxidação do íons cloreto, um processo extremamente não-espontâneo, visto a alta eletronegatividade do cloro.
$• \ \text{Afirmativa II:}$ $\color{orangered}{\text{Incorreta}}$
Ora, se níquel se reduz no eletrodo de cobre, este é inerte, isto é, não oxida.
$• \ \text{Afirmativa III:}$ $\color{orangered}{\text{Incorreta}}$
Novamente, conforme análise anterior, sabemos que não ocorre. Todavia, lembre-se que a redução do hidrogênio não apresenta expressiva espontaneidade - o que é necessário para acontecer a reação - assim como ele advém do ácido bórico, ou seja, ele também está tamponando o sistema, ocupando uma função fora das semireações da célula. Por fim, ainda é possível dizer que o hidrogênio não se reduziria no ânodo.
$• \ \text{Afirmativa IV:}$ $\color{orangered}{\text{Incorreta}}$
Assumindo que seja verdade a precipitação, constatamos uma incoerência, como o níquel em solução irá precipitar e também se depositar na superfície do eletrodo de cobre? Simplesmente, não ocorrendo precipitação. Analogamente, vale ressaltar o fato de o borato de níquel ser solúvel em água.\begin{matrix}Letra \ (E)
\end{matrix}
