Fluoreto de cálcio é o composto químico de fórmula CaF₂ e é encontrado na natureza sob a forma de minério de fluorita (Fig. 1) ou espatoflúor. É a principal fonte de flúor e seus compostos. Em uma solução aquosa saturada de CaF2 a concentração do íon Ca2+ é da ordem de 2,63.10-3 mol/L, numa determinada temperatura. A partir dessa informação, determine o valor do Kps do Fluoreto de cálcio.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre o fluoreto de cálcio (CaF₂), que é um composto químico encontrado na natureza na forma de fluorita. A gente quer descobrir o produto de solubilidade (Ksp) desse composto numa solução saturada. Para isso, vamos precisar entender um pouquinho sobre solubilidade e como calcular o Ksp usando as concentrações dos íons na solução.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o produto de solubilidade (Ksp) é uma constante que indica o quanto de um sal (como o CaF₂) pode se dissolver em água. Ele é calculado usando as concentrações dos íons que o sal forma quando se dissolve.
No caso do fluoreto de cálcio (CaF₂), a equação de dissolução é:
Isso significa que cada molécula de CaF₂ que se dissolve produz 1 íon de cálcio (
) e 2 íons de fluoreto (
).
Passo 3
O enunciado nos diz que, numa solução saturada, a concentração do íon
é 2,63 × 10⁻³ mol/L. Vamos chamar essa concentração de $ [Ca^{2+}] $.
Como cada molécula de CaF₂ produz 2 íons de
, a concentração de
será o dobro da concentração de
. Ou seja:
Passo 4
Agora que temos as concentrações de ambos os íons, podemos calcular o Ksp usando a expressão:
Substituindo os valores que encontramos:
Passo 5
Vamos resolver a expressão passo a passo. Primeiro, calculamos
:
Agora, multiplicamos pelo
:
Resposta
O Ksp do fluoreto de cálcio (
) é aproximadamente 7,28 × 10⁻⁸.