A concentração de cátions
em uma solução saturada de fluoreto de bário é de
. Determine a concentração de fluoreto nesta solução, bem como a solubilidade do fluoreto de bário em água.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente tem uma solução saturada de fluoreto de bário (
) onde a concentração dos cátions
é
. Nosso objetivo é descobrir duas coisas:
- Qual a concentração dos íons fluoreto (
) nessa solução. - Qual é a solubilidade do fluoreto de bário em água.
Para resolver isso, vamos precisar entender o conceito de solubilidade e o produto de solubilidade (
).
Passo 2
Vamos começar pela reação de dissolução do fluoreto de bário na água. Quando
se dissolve, ele se dissocia em cátions
e ânions
conforme a seguinte equação:
Isso significa que para cada mol de
que se dissolve, ele produz 1 mol de
e 2 mols de
.
Passo 3
Agora, vamos relacionar as concentrações dos íons com a solubilidade. Se a concentração de
é
, então a concentração de
será o dobro disso, já que para cada mol de
formamos 2 mols de
.
Então, calculamos:
Passo 4
Com as concentrações dos íons conhecidas, podemos agora calcular o produto de solubilidade (
) do
. A expressão do
para a reação de dissolução é:
Substituindo os valores que encontramos:
Vamos calcular isso passo a passo:
Primeiro, elevamos a concentração de
ao quadrado:
Depois, multiplicamos pelas concentração de
:
Passo 5
Por fim, a solubilidade do fluoreto de bário em água é a quantidade de
que se dissolve para atingir a saturação. Como vimos, para cada mol de
dissolvido, formamos 1 mol de
. Portanto, a solubilidade (
) é igual à concentração de
:
Resposta
A concentração de íons fluoreto (
) na solução é
e a solubilidade do fluoreto de bário em água é
.