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.