Determine a concentração de íons cálcio em solução após a finalização da precipitação com oxalato de potássio, considerando que no final da precipitação a concentração do agente precipitante era de e que a precipitação ocorreu nas seguintes condições:
pH final igual a 1,0 .

Passo 1

Resumo do Enunciado e Conceitos Necessários
Vamos resolver um exercício de química onde precisamos determinar a concentração de íons cálcio ( ) em uma solução após a precipitação com oxalato de potássio ( ). A condição dada é que, ao final da precipitação, a concentração do agente precipitante (oxalato) é e o pH da solução é 1,0. Para resolver isso, vamos precisar entender:
  1. Equilíbrios ácido-base, já que o pH está envolvido.
  2. A reação de precipitação entre o oxalato de potássio e os íons cálcio.
  3. O conceito de produto de solubilidade ( ) para calcular a concentração dos íons em solução.

Passo 2

Determinar a Concentração de Oxalato no pH 1,0
Primeiro, precisamos saber quanto do oxalato está presente na forma no pH 1,0. Isso porque, em solução ácida, o oxalato pode estar parcialmente protonado.
A oxalic acid ( ) se dissocia em duas etapas:
  1. com constante .
  2. com constante .
No pH 1, temos .
Vamos considerar que a concentração total de oxalato é .
Usando as constantes de dissociação, podemos calcular a concentração de .

Passo 3

Cálculo da Concentração de Ka1 = [H^+][HC2O4^-][H2C2O4]
Primeiro, para a primeira dissociação:
[HC2O4^-] = Ka1 times [H2C2O4][H^+] = 5,9 times 10^-2 times 0,010,1 = 5,9 times 10^-3 , mol , L^-1
Assumindo que Ka2 = [H^+][C2O4^2-][HC2O4^-] :
[C2O4^2-] = Ka2 times [HC2O4^-][H^+] = 6,4 times 10^-5 times 5,9 times 10^-30,1 = 3,776 times 10^-5 , mol , L^-1
Agora, para a segunda dissociação:
Rearranjando para :

Passo 4

Utilizar o Produto de Solubilidade ( Ca^2+ + C2O4^2- rightarrow CaC2O4 , (s) ) para Encontrar Ksp = [Ca^2+][C2O4^2-]
A reação de precipitação é:
[Ca^2+] = Ksp[C2O4^2-] = 2,3 times 10^-93,776 times 10^-5 approx 6,1 times 10^-5 , mol , L^-1
O produto de solubilidade ( ) para é dado por:
Assumindo que o da é , podemos rearranjar para encontrar :

Resposta

A concentração de íons cálcio na solução após a precipitação é aproximadamente .

Exercícios relacionados