Foram misturados 500 mL de uma solução
de
com 500 mL de uma solução
de
, verificando-se a formação de um precipitado. Calcule as concentrações dos íons no equilíbrio, em solução, e a massa do precipitado.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala que misturamos 500 mL de uma solução de sulfato de sódio (
) com 500 mL de uma solução de cloreto de cálcio (
). Quando misturamos essas soluções, forma-se um precipitado. Nosso objetivo aqui é descobrir as concentrações dos íons na solução após o equilíbrio e também calcular a massa do precipitado formado. Para resolver isso, vamos usar conceitos de solubilidade, cálculo de mols e reações de precipitação.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quantos mols de cada reagente temos antes de misturar as soluções. A fórmula para isso é:
Para o
:
Para o
:
Passo 3
Agora, precisamos identificar a reação que ocorre quando misturamos as soluções. O
e o
reagem para formar sulfato de cálcio (
) como precipitado e cloreto de sódio (
) na solução. A equação balanceada é:
Passo 4
Vamos usar a estequiometria da reação para ver qual reagente vai determinar a quantidade de precipitado formado. Pela equação, 1 mol de
reage com 1 mol de
. Temos 0,200 mol de
e 0,100 mol de
. O
é o reagente limitante porque temos menos mols.
Então, a quantidade de
formada será igual aos mols de
:
Passo 5
Agora, vamos calcular a massa do precipitado formado. Para isso, precisamos da massa molar do
. Calculando:
-
: 40,08 g/mol -
: 32,07 g/mol -
: 4 × 16,00 g/mol = 64,00 g/mol
Então,
Passo 6
Agora, vamos calcular as concentrações dos íons na solução após a formação do precipitado. Após a reação, todo o
foi consumido, e metade do
também foi usado (porque 0,100 mol de
reagiram).
Então, sobram:
-
: 0,200 mol - 0,100 mol = 0,100 mol -
formado: 2 × 0,100 mol = 0,200 mol
Agora, vamos considerar o volume total da solução, que é 500 mL + 500 mL = 1000 mL = 1 L.
As concentrações dos íons:
-
: 0,200 mol / 1 L = 0,200 mol/L -
: 0,100 mol / 1 L = 0,100 mol/L -
: todo reagiu e formou o precipitado, então a concentração é 0 mol/L -
: originado do , temos 2 × 0,100 mol = 0,200 mol / 1 L = 0,200 mol/L
Resposta
As concentrações dos íons no equilíbrio são:
-
: -
: -
:
A massa do precipitado de
formada é de
.