Quantas vezes a solubilidade do oxalato de cálcio ( uma solução de oxalato de amônio é inferior a sua solubilidade em água pura?
a. Fazer os cálculos sem considerar a força iônica da solução.
b. Fazer os cálculos considerando a força iônica da solução.
c. Determine a solubilidade do oxalato de potássio numa solução de cloreto de potássio.

Passo 1

Vamos resolver a parte a do exercício. A questão nos pergunta quantas vezes a solubilidade do oxalato de cálcio ( ) em uma solução de oxalato de amônio com concentração de é menor do que sua solubilidade em água pura. Vamos usar o conceito de produto de solubilidade ( ) para isso.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a solubilidade do oxalato de cálcio em água pura. A equação para o produto de solubilidade é:
Em água pura, a solubilidade de é tal que:
Portanto:
Resolvendo para :

Passo 3

Agora, vamos calcular a solubilidade do oxalato de cálcio na presença de oxalato de amônio. Nesse caso, o oxalato proveniente do já está presente na solução com concentração , ou seja, .
Usando novamente a equação do produto de solubilidade:
Agora, já é conhecido, então podemos resolver para :

Passo 4

Finalmente, para encontrar quantas vezes a solubilidade é menor na solução com oxalato de amônio comparada à água pura, basta dividir as duas solubilidades:
á

Passo 5

Vamos agora resolver a parte b do exercício. Aqui, precisamos fazer os cálculos considerando a força iônica da solução. Isso significa que além do efeito do íon comum, devemos levar em conta a influência da força iônica na solubilidade.

Passo 6

Primeiro, lembrando que a força iônica ( ) da solução é uma medida de todas as cargas presentes na solução e afeta a atividade dos íons. A força iônica é calculada pela fórmula:
onde é a concentração do íon e sua valência.

Passo 7

Na solução de oxalato de amônio , temos dissociação completa em:
Portanto, as concentrações dos íons são:
Calculando a força iônica:

Passo 8

Agora, para considerar a força iônica na solubilidade, utilizamos a constante de atividade. A atividade dos íons é dada por:
onde é o coeficiente de atividade, que pode ser estimado pela equação de Debye-Hückel:
Calculando para :
Portanto:

Passo 9

Considerando a atividade, a equação do produto de solubilidade fica:
Assumindo que também seja aproximadamente 0,45:
Resolvendo para :

Passo 10

Comparando com a solubilidade em água pura ( ):

Passo 11

Agora, vamos para a parte c do exercício. Precisamos determinar a solubilidade do oxalato de potássio ( ) em uma solução de cloreto de potássio ( ) com concentração . Vamos novamente utilizar o produto de solubilidade ( ).

Passo 12

Primeiro, escrevemos a equação de dissociação do oxalato de potássio:
Assim, a expressão para é:

Passo 13

Na presença de , que se dissocia completamente:
A concentração de proveniente do é .
Seja a solubilidade do na solução. Assim, as concentrações dos íons serão:
Assumindo que seja muito menor que , podemos aproximar .

Passo 14

Substituindo na expressão do :
Resolvendo para :

Passo 15

Portanto, a solubilidade do oxalato de potássio na solução de de cloreto de potássio é .

Resposta

A solubilidade do oxalato de potássio numa solução de cloreto de potássio é .

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