Calcule a solubilidade molar do água e em solução de ácido monobásico forte nos pHs e 6 (não considere a hidrólise do cátion e/ou do ânion)

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular a solubilidade molar do oxalato de cálcio ( ) em água pura e em soluções de ácido monobásico forte nos pHs 1, 2, 3, 4, 5 e 6. Vamos usar conceitos de equilíbrio químico e solubilidade para resolver isso. Vamos precisar entender a constante de solubilidade ( ) do e como o pH afeta a solubilidade em meio ácido.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação de dissolução do oxalato de cálcio na água:
A constante de solubilidade ( ) dessa reação é dada por:

Passo 3

Em água pura, não há íons adicionais que afetem o equilíbrio, então podemos assumir que a solubilidade molar ( ) de é igual à concentração de e :
Vamos supor que o do seja conhecido (por exemplo, ).

Passo 4

Calculando a solubilidade em água pura:
Então, em água pura, a solubilidade molar do é aproximadamente mol/L.

Passo 5

Agora, vamos considerar a solução de um ácido monobásico forte. O ácido monobásico forte, como o HCl, se dissocia completamente:
O aumento de na solução pode afetar a solubilidade do oxalato de cálcio através da reação:
Isso reduz a concentração de , aumentando assim a solubilidade de .

Passo 6

Para cada pH dado, calcularemos a concentração de :
Então, para pH 1 a 6, temos:
  • pH 1:
  • pH 2:
  • pH 6:

Passo 7

Considerando o efeito do ácido, a expressão do fica:
E a reação com o altera a concentração de :
Onde é a constante de dissociação do . Vamos supor que .

Passo 8

Substituindo na expressão do :

Passo 9

Agora, vamos calcular para cada pH:
Por exemplo, para pH 1 ( mol/L):
Repita esse cálculo para os pHs 2, 3, 4, 5 e 6 substituindo correspondente.

Resposta

A solubilidade molar do em água pura é aproximadamente mol/L. Em soluções de ácido monobásico forte, a solubilidade aumenta com a diminuição do pH, por exemplo:
  • pH 1: mol/L
  • pH 2: [calcular substituindo mol/L]
  • pH 3: [calcular substituindo mol/L]
  • pH 6: [calcular substituindo mol/L]
Cada valor exato dependerá da substituição dos correspondentes nas equações acima.

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