Explique a formação dos precipitados do item 4.1.6 e a dissolução deles com adição de ácido clorídrico. Apresente as respectivas reações, a expressão da constante de equilibrio simultâneo e calcule o seu valor.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para explicar como se formam os precipitados mencionados no item 4.1.6 e como eles se dissolvem quando adicionamos ácido clorídrico (HCl). Vamos precisar entender um pouco sobre equilíbrio químico, solubilidade de compostos e ácido-base. Além disso, vamos usar as constantes de equilíbrio que estão na questão para calcular o valor pedido.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a formação do precipitado. No item 4.1.6, estamos lidando com o carbonato de cálcio (
). Quando íons de cálcio (
) e íons carbonato (
) estão presentes em solução, eles podem se combinar para formar um sólido insolúvel, que é o
.
A equação química para essa formação é:
Esse processo é um equilíbrio químico, onde o
pode se dissolver novamente em íons na água, mas se a solubilidade for baixa, ele tende a permanecer como sólido.
Passo 3
Agora, vamos ver como o ácido clorídrico (
) interage com esse precipitado. Quando adicionamos
à solução, o
do ácido reage com os íons
do
, formando íons bicarbonato (
) e, eventualmente, ácido carbônico (
). Isso faz com que o
se dissolva, pois os íons
são consumidos na reação.
As reações envolvidas são:
Passo 4
Vamos agora escrever todas as reações químicas envolvidas nesse processo:
- Formação do precipitado:
- Dissolução do
com :
Passo 5
Agora, vamos montar a expressão da constante de equilíbrio para todo o processo simultâneo. Considerando todas as reações acima, a constante de equilíbrio (
) para o sistema é o produto das constantes individuais de cada reação.
A expressão geral fica:
Passo 6
Vamos agora calcular o valor da constante de equilíbrio
utilizando os valores fornecidos:
Substituindo na expressão:
Calculando o denominador primeiro:
Agora, dividimos:
Resposta
A constante de equilíbrio simultâneo para a formação e dissolução do
com adição de
é aproximadamente
.