Escreva o balanço de massa para o
em água se, além das reações anteriores, ocorrer a seguinte reação:
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado pede para escrever o balanço de massa do
(fluoreto de cálcio) em água, considerando que além das reações anteriores, ocorre também a reação
. Para isso, vamos precisar entender como montar balanços de massa e como as reações químicas influenciam esse balanço.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é um balanço de massa. É basicamente uma conta onde a quantidade de cada elemento ou espécie química que entra no sistema é igual à quantidade que sai, assumindo que o sistema está em equilíbrio.
Passo 3
No caso do
em água, ele se dissocia da seguinte forma:
Isso significa que cada molécula de
se dissolve formando um cátion de cálcio (
) e duas moléculas de íon fluoreto (
).
Passo 4
Além disso, temos a reação adicional fornecida:
Aqui, o ácido fluorídrico (
) reage com o íon fluoreto para formar o íon bifluoreto (
).
Passo 5
Agora, vamos montar o balanço de massa considerando todas as espécies envolvidas:
- A quantidade de
que se dissolve. - A formação de
e a partir de cada molécula de . - A reação entre
e formando .
Passo 6
Montando as equações de balanço:
- Para o cálcio:
- Para o flúor:
- Para o ácido fluorídrico:
Passo 7
Considerando que a soma das concentrações dos íons fluoreto livres e do bifluoreto é igual ao dobro da concentração de
dissolvido, podemos expressar:
E para o cálcio, simplesmente:
Resposta
O balanço de massa para o
em água, considerando a reação adicional, é dado por: