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)
(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:
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:
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^-]:
Depois de encontrar [OH^-], calculamos o pH usando a relação:
Passo 6
Realizando os cálculos com os valores fornecidos:
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.