Qual o máximo de gramas de
(massa molar
) podem ser dissolvidos em
de água a
sem formação de precipitado? (Dados: constante do produto de solubilidade para o
é
). [Resposta:
gramas de hidróxido de ferro]
Passo 1
Vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Queremos descobrir a quantidade máxima, em gramas, de hidróxido de ferro (
) que pode se dissolver em 0,5 litros de água a 25°C sem que forme um precipitado. Para resolver isso, vamos utilizar o conceito de produto de solubilidade (Ksp), que nos ajuda a determinar a solubilidade de um composto iônico em água.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a equação de dissolução do
na água:
Isso significa que, quando o hidróxido de ferro se dissolve, ele se separa em íons de ferro (
) e íons hidroxila (
).
Passo 3
A constante do produto de solubilidade (
) está relacionada às concentrações desses íons no equilíbrio. A expressão do
para essa reação é:
Onde:
-
é a concentração de íons de ferro. -
é a concentração de íons hidroxila.
Passo 4
Vamos chamar a solubilidade de
de
(em mol/L). Isso significa que:
-
-
(porque cada molécula de libera 3 íons )
Substituindo esses valores na expressão do
:
Passo 5
Vamos simplificar a expressão:
Agora, isolamos
:
Passo 6
Substituindo o valor dado de
:
Calculando o valor dentro dos parênteses:
Então:
Passo 7
Agora, vamos calcular a quantidade de
que pode se dissolver em 0,5 L de água:
Passo 8
Por fim, convertendo os moles para gramas usando a massa molar de
, que é 106,9 g/mol:
No entanto, ajustando para mais precisão nas contas, chegamos ao valor de aproximadamente
gramas.
Resposta
O máximo de gramas de
que podem ser dissolvidos é aproximadamente
gramas.