Determine o pH que começa a precipitação de hidróxido de alumínio, considerando uma solução de sulfato de alumínio.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa descobrir qual é o pH em que começa a formar o hidróxido de alumínio (Al(OH)₃) numa solução de sulfato de alumínio com concentração de . Vamos usar conceitos de química de solubilidade e equilíbrio químico para chegar nessa resposta.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que acontece quando o sulfato de alumínio ( Al2(SO4)3 2, Al^3+ + 3, SO4^2- ) está em solução. Ele se dissocia completamente em íons alumínio ( [Al^3+] = 2 times 0,1 = 0,2 , mol , L^-1 ) e íons sulfato ( ):
Como a concentração inicial é , a concentração de será:

Passo 3

Agora, para que o hidróxido de alumínio comece a precipitar, a concentração de íons hidroxila ( Al^3+ + 3, OH^- rightarrow Al(OH)3 , (s) ) na solução precisa atingir o ponto onde o produto das concentrações dos íons Ksp = [Al^3+][OH^-]^3 e iguala o produto de solubilidade ( ) do .
A reação de precipitação é:
E a expressão do é:
Sabemos que o do é aproximadamente .

Passo 4

Vamos isolar [OH^-]^3 = Ksp[Al^3+] na expressão do [OH^-]^3 = 1,3 times 10^-330,2 = 6,5 times 10^-33 :
[OH^-] = raiz[3]6,5 times 10^-33 approx 1,88 times 10^-11 , mol , L^-1
Substituindo os valores:
Agora, tiramos a raiz cúbica para encontrar :

Passo 5

Com pOH = -log [OH^-] = -log (1,88 times 10^-11) approx 10,73 conhecido, podemos encontrar o pOH:
pH + pOH = 14
E como sabemos que:
pH = 14 - 10,73 = 3,27
Podemos calcular o pH:

Resposta

O pH que começa a precipitação de hidróxido de alumínio é aproximadamente 3,27.

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