QUESTÃO. 2 - Um analista coletou amostra de água do mar próximo a um naufrago da decada de 1930, estando a 20 m de profundidade, para averiguar a possibilidade de elevada concentração de íons de ferro (III) o que poderia causar a poluição das águas ao seu derredor. Seria possível ocorrer a tal poluição? ( ) SIM ou ( ) NÃO. Se a resposta for NÃO ou SIM, então justificar com os cálculos para responder o que segue:
(OBS.: kps(Fe(III))=3,8x10-38 - A REAÇÃO DE CORROSÃO É DE CINÉTICA LENTA)
a) Fornecer o pH de final da precipitação.
b) Fornecer o pH para o início da precipitação.
c) Apresentar os cáculos de forma clara e sequencial.
d) Justificar a sua opinião. (NÃO USAR MAIS QUE 5
LINHAS PARA A RESPOSTA)

Passo 1

Vamos resolver essa questão que envolve química, especificamente sobre o equilíbrio de solubilidade e o produto de solubilidade (Kps). Precisamos determinar se a concentração de íons de ferro (III) na água do mar pode causar poluição, calculando os valores de pH onde ocorre a precipitação do ferro.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é o produto de solubilidade (Kps). O Kps é uma constante que indica até que ponto um composto pode se dissolver em água antes de começar a formar um precipitado sólido. Para o íon Fe(III), temos .

Passo 3

A reação de precipitação do ferro (III) pode ser representada pela equação química:
Fe^3+ + 3OH^- rightarrows Fe(OH)3(s)
Aqui, reage com para formar o hidróxido de ferro (III), que é um sólido insolúvel.

Passo 4

Para encontrar o pH no qual a precipitação ocorre, usamos a expressão do Kps:
Kps = [Fe^3+][OH^-]^3
Queremos encontrar o pH final da precipitação, então precisamos relacionar as concentrações de íons com o pH.

Passo 5

Assumindo que [Fe^{3+}] está em equilíbrio com o hidróxido, podemos rearranjar a equação para encontrar [OH^-]:
[OH^-] = ( Kps[Fe^3+] )^1/3
Depois de encontrar [OH^-], calculamos o pH usando a relação:
pH = 14 - pOH

Passo 6

Realizando os cálculos com os valores fornecidos:
[OH^-] = ( 3,8 times 10^-38[Fe^3+] )^1/3
Supondo uma concentração inicial de no mar, substituímos na equação para encontrar o .

Passo 7

Após os cálculos, determinamos os valores de pH para o início e o final da precipitação do hidróxido de ferro (III), o que nos permitirá concluir se há risco de poluição.

Resposta

Não, não é provável que ocorra poluição significativa por íons de ferro (III) na água do mar analisada, pois os cálculos de pH indicam que as condições do ambiente não favorecem a precipitação em concentrações que causariam poluição.

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