40,0 mL de uma solução de Hg(NO3)2 0,040 M foram titulados com 60,0 mL de KI 0,100 M precipitando Hg2 I2(Ks=4,6 times 10^-29) : a) Qual o volume de KI necessário para alcançar o ponto de equivalência? b) Calcule a força iônica da solução quando 60,0 mL de KI são adicionados.

Passo 1

Beleza, então o que a gente tem aqui é um exercício de química que fala sobre titulação química. A gente vai precisar entender um pouco sobre molaridade, reações de precipitação e força iônica. O problema nos dá volumes e concentrações de soluções e pede para calcular o volume necessário de uma solução para alcançar o ponto de equivalência e depois a força iônica da solução após a adição.

Passo 2

Vamos começar pela parte a): Qual o volume de KI necessário para alcançar o ponto de equivalência?
Primeiro, precisamos entender a reação que está rolando aqui. Quando adicionamos KI à solução de Hg(NO₃)₂, ocorre uma reação de precipitação formando Hg₂I₂. A equação balanceada da reação é:
2 , Hg(NO3)2 + 4 , KI 2 , Hg2I2 downarrow + 4 , KNO3
Isso significa que para cada 2 mols de Hg(NO₃)₂, precisamos de 4 mols de KI para completar a reação, ou seja, a relação é de 1:2.
Agora, vamos calcular quantos mols de Hg(NO₃)₂ temos:
Mols de Hg(NO3)2 = Volume times Concentração = 0,040 , L times 0,040 , M = 1,6 times 10^-3 , mols çã
Como a relação é de 1:2, precisamos de:
Mols de KI = 2 times 1,6 times 10^-3 = 3,2 times 10^-3 , mols
Agora, sabendo a concentração da solução de KI (0,100 M), podemos achar o volume necessário:
Volume de KI = MolsConcentração = 3,2 times 10^-30,100 = 3,2 times 10^-2 , L = 32,0 , mL çã

Passo 3

Agora vamos para a parte b): Calcule a força iônica da solução quando 60,0 mL de KI são adicionados.
A força iônica (I) é uma medida que considera todas as espécies carregadas na solução. Ela é calculada pela fórmula:
I = 12 sum ci zi^2
Onde:
  • I = 12 ( (0,060 times 1^2) + (0,032 times 1^2) + (0,028 times 1^2) ) = concentração do íon
  • I = 12 (0,060 + 0,032 + 0,028) = carga do íon
Primeiro, vamos determinar as quantidades após a reação:
  1. Mols iniciais:
    • Hg(NO₃)₂: I = 12 times 0,120
    • KI: I = 0,060 , M
  2. Mols consumidos na reação:
    • Para 1,6 × 10⁻³ mols de Hg(NO₃)₂, consumimos 3,2 × 10⁻³ mols de KI.
  3. Mols após a reação:
    • KI restante:
    • Produtos: de KNO₃
Agora, as espécies na solução são:
  • : dos 2,8 × 10⁻³ mols de KI restantes e dos 3,2 × 10⁻³ mols de KNO₃, totalizando 6,0 × 10⁻³ mols.
  • : 3,2 × 10⁻³ mols.
  • : 2,8 × 10⁻³ mols.
Calculando as concentrações na solução final de 100,0 mL (40,0 + 60,0):
Agora, aplicando na fórmula da força iônica:

Resposta

a) O volume de KI necessário para alcançar o ponto de equivalência é 32,0 mL.
b) A força iônica da solução quando 60,0 mL de KI são adicionados é 0,060 M.

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