Nas salinas, o cloreto de sódio é obtido pela evaporação da água do mar a 30°C, aproximadamente.
a) Um volume de água do mar é evaporado até o aparecimento de NaCl sólido. Qual é a concentração de NaCl na solução resultante? Justifique a resposta.
b) Qual o volume de água do mar que deve ser evaporado completamente para a produção de 1,00 kg de NaCl sólido?
Dados:
– Massa molar do NaCl = 58,4 g/mol
– Solubilidade do NaCl em água, a 30 °C = 6,16 mol/L, que corresponde a 360 g/L
– Concentração do NaCl na água do mar = 0,43 mol/L, que corresponde a 25 g/L
– Densidade da água do mar a 30 °C =
– Densidade da água pura a 30 °C =
Passo 1
a) Para chegarmos no aparecimento de NaCl sólido, precisamos ter mais soluto do que o solvente consegue solubilizar. Sabemos que a solubilidade é o máximo de soluto que um solvente consegue solubilizar a uma certa temperatura e pressão, né?
Para cristalizarmos o NaCl, então, precisamos diminuir a quantidade de solvente a tal ponto que obteremos mais do que 6,16 mol/L de NaCl em solução. Quando isso acontecer, a quantidade de sal que não for solvatada vai cristalizar e formar o sólido, também chamado corpo de fundo.
A solução resultante, porém, continua saturada, ou seja: com 6,16 mol de NaCl /L de água (ou 360g/L).
Passo 2
b) A solubilidade do NaCl em água é 360g/L. Isso quer dizer que cada litro de água consegue dissolver 360g de NaCl.
Partindo de uma solução saturada: se evaporamos 1L de água do mar, teremos 1L a menos para solubilizar o NaCl, o que quer dizer 360g de NaCl que não terão como ser solvatados. Ou seja, a cada 1L de água do mar evaporada, 360g de NaCl precipitam em uma solução saturada!
Para precipitarmos 1kg de sal de uma solução saturada, precisaremos de:
Porém, como a concentração de sal na água do mar é 0,43 mol/L, ainda precisamos evaporar uma certa quantidade de água para transformar essa solução em uma solução saturada...
Usando a regra de diluição:
Ou seja, para produzir 1L de solução saturada de NaCl, precisamos evaporar de água do mar.
Como precisamos produzir e evaporar 2,78L de solução saturada, vamos ter que evaporar:
No final, então, teremos que evaporar aproximadamente 40L de água do mar.
Resposta
- A solução resultante é uma solução saturada: 360g de NaCl/L de água.
- Precisamos evaporar 40 L de água do mar.