Descreva detalhadamente como a mistura abaixo poderia ser separada. Os reagentes disponiveis são: água, éter, HCl 0,1 M e NaOH 0,1 M.
NH3
p K3=4,17
p K2=4,60
p Ks=9,95
p Ks=10,66

Passo 1

Beleza, vamos começar resumindo o que precisamos fazer. A questão nos apresenta uma mistura que contém amônia ( NH3) e outras substâncias com diferentes valores de pK. Nosso objetivo é separar esses componentes usando os reagentes disponíveis: água, éter, ácido clorídrico 0,1 M ( HCl) e hidróxido de sódio 0,1 M ( NaOH). Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre extração ácido-base e como os valores de pKa nos ajudam a determinar a acidez ou basicidade das substâncias envolvidas.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as substâncias presentes na mistura. Temos:
  • Amônia ( NH3)
  • Duas substâncias com pKa de 4,17 e 4,60
  • Duas substâncias com pKa de 9,95 e 10,66
Aqui, pKa nos ajuda a entender como as substâncias reagem em solução aquosa, ou seja, se elas tendem a doar ou aceitar prótons (H⁺).

Passo 3

O próximo passo é utilizar a propriedade das reações ácido-base para separar essas substâncias. Vamos usar o ácido clorídrico ( HCl) e o hidróxido de sódio ( NaOH) para protonar ou desprotonar as substâncias na mistura, tornando-as mais ou menos solúveis em água ou éter.

Passo 4

Primeiramente, adicionamos ácido clorídrico 0,1 M à mistura. O ácido vai protonar as substâncias básicas (como a amônia), formando sais solúveis em água. Por exemplo:
NH3 + HCl NH4^+ + Cl^-
Esse sal ( NH4^+) ficará na fase aquosa.

Passo 5

Em seguida, separamos as fases aquosa e orgânica (éter) usando um funil de separação. A fase aquosa conterá os sais formados (como o cloreto de amônio), enquanto a fase orgânica terá as substâncias não protonadas.

Passo 6

Agora, adicionamos hidróxido de sódio 0,1 M à fase aquosa. A base vai desprotonar novamente as substâncias que foram protonadas, liberando a amônia livre:
NH4^+ + NaOH NH3 + NaCl + H2O
A amônia liberada agora pode ser separada facilmente da solução, seja por destilação ou outra técnica adequada.

Passo 7

Por fim, podemos destilar ou gasificar a amônia para separá-la completamente das outras substâncias. As substâncias restantes na fase orgânica já estarão isoladas e puras.

Resposta

Dessa forma, utilizando a adição de HCl para protonar as bases, seguido de extração com éter, e posteriormente a adição de NaOH para desprotonar e liberar a amônia, conseguimos separar eficientemente os componentes da mistura.

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