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:
Kps = [Ca^2+][C2O4^2-]
Em água pura, a solubilidade [Ca^2+] = S e [C2O4^2-] = S de Kps = S times S = S^2 é tal que:
S = raizKps = raiz2,3 times 10^-9 approx 4,8 times 10^-5, mol, L^-1
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 Kps = [Ca^2+][C2O4^2-] já está presente na solução com concentração [Ca^2+] = Kps[C2O4^2-] = 2,3 times 10^-90,01 = 2,3 times 10^-7, mol, L^-1 , 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:
Ságua puraScom oxalato = 4,8 times 10^-52,3 times 10^-7 approx 208,7 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 ( mu = 12 sum ci zi^2 ) 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 (NH4)2C2O4 2, NH4^+ + C2O4^2- , temos dissociação completa em:
[NH4^+] = 2 times 0,01 = 0,02, mol, L^-1 e [C2O4^2-] = 0,01, mol, L^-1
Portanto, as concentrações dos íons são:
mu = 12 ( (0,02 times 1^2) + (0,01 times 2^2) ) = 12 (0,02 + 0,04) = 12 times 0,06 = 0,03, mol, L^-1
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:
ai = gammai [i]
onde log gammai = -0,51 zi^2 raizmu é o coeficiente de atividade, que pode ser estimado pela equação de Debye-Hückel:
log gammaCa^2+ = -0,51 times (2)^2 times raiz0,03 approx -0,51 times 4 times 0,1732 approx -0,35
Calculando para gammaCa^2+ approx 10^-0,35 approx 0,45 :
Portanto:

Passo 9

Considerando a atividade, a equação do produto de solubilidade fica:
Kps = aCa^2+ aC2O4^2- = gammaCa^2+ [Ca^2+] times gammaC2O4^2- [C2O4^2-]
Assumindo que 2,3 times 10^-9 = 0,45 [Ca^2+] times 0,45 times 0,01 também seja aproximadamente 0,45:
[Ca^2+] = 2,3 times 10^-90,45 times 0,45 times 0,01 approx 2,3 times 10^-90,002025 approx 1,1358 times 10^-6, mol, L^-1
Resolvendo para :

Passo 10

Comparando com a solubilidade em água pura ( 4,8 times 10^-51,1358 times 10^-6 approx 42,3 ):

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:
K2C2O4 2, K^+ + C2O4^2-
Assim, a expressão para Kps = [K^+]^2 [C2O4^2-] é:

Passo 13

Na presença de KCl K^+ + Cl^- , que se dissocia completamente:
[K^+] = 0,1 + 2S e [C2O4^2-] = S
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 Kps = (0,1)^2 times S = 0,01 times S :
S = Kps0,01 = 2,3 times 10^-90,01 = 2,3 times 10^-7, mol, L^-1
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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