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 ( ) está em solução. Ele se dissocia completamente em íons alumínio ( ) 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 ( ) na solução precisa atingir o ponto onde o produto das concentrações dos íons 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 na expressão do :
Substituindo os valores:
Agora, tiramos a raiz cúbica para encontrar :

Passo 5

Com conhecido, podemos encontrar o pOH:
E como sabemos que:
Podemos calcular o pH:

Resposta

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

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