Pesquise o
para o hidróxido de ferro III e calcule a partir de que valor de pH tal hidróxido se precipitará.
Qual a solubilidade deste hidróxido, em gramas por litro, caso o pH seja ajustado a 3?
Qual a solubilidade deste hidróxido, em gramas por litro, caso o pH seja ajustado a 3?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente descobrir o valor de $ K_{\mathrm{ps}} $ do hidróxido de ferro III ($ \mathrm{Fe(OH)3}
K{\mathrm{ps}}
\mathrm{OH^-} $).
Passo 2
Primeiro, vamos pesquisar o valor de $ K_{\mathrm{ps}} $ para o $ \mathrm{Fe(OH)3} $. Esse valor representa o produto das concentrações dos íons em solução quando o hidróxido está no ponto de equilíbrio entre sólido e dissolvido. Para o hidróxido de ferro III, o $ K{\mathrm{ps}} $ é aproximadamente $ 4 \times 10^{-38} $.
Passo 3
Agora, vamos escrever a expressão do $ K_{\mathrm{ps}} $ para o $ \mathrm{Fe(OH)_3} $. A reação de dissolução é:
Portanto, a expressão do $ K_{\mathrm{ps}} $ é:
Passo 4
Para encontrar o pH a partir do qual o hidróxido de ferro III começa a precipitar, precisamos relacionar a concentração de íons $ \mathrm{OH^-} $ com o pH. Sabemos que:
Então, se conseguirmos encontrar a concentração de $ \mathrm{OH^-} $ no equilíbrio, podemos determinar o pH correspondente.
Passo 5
Assumindo que, no ponto de precipitação, a concentração de $ \mathrm{Fe^{3+}} $ seja igual à concentração inicial de $ \mathrm{Fe^{3+}} $ (vamos chamar de $ C $), podemos rearranjar a expressão do $ K_{\mathrm{ps}} $:
Para simplificar, se considerarmos que qualquer excesso de $ \mathrm{OH^-} $ fará com que o $ \mathrm{Fe(OH)_3} $ comece a precipitar, podemos resolver para $ [\mathrm{OH^-}] $:
No entanto, como não temos o valor de $ C $, vamos considerar um cenário onde o mínimo de $ \mathrm{OH^-} $ necessário para começar a precipitação é quando $ \mathrm{Fe^{3+}} $ é limitante.
Passo 6
Para determinar a solubilidade em gramas por litro quando o pH é 3, primeiro vamos encontrar a concentração de $ \mathrm{OH^-} $ correspondente a esse pH. Sabemos que:
E:
Agora, usamos a expressão do $ K_{\mathrm{ps}} $:
A solubilidade em mol/L é $ 4 \times 10^{-5} , \mathrm{mol/L} $. Para converter para gramas por litro:
Resposta
O hidróxido de ferro III começa a precipitar a partir de um pH acima de aproximadamente 11. Quando o pH é ajustado para 3, a solubilidade do $ \mathrm{Fe(OH)_3} $ é de aproximadamente 0,0043 gramas por litro.