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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 12.1 - Ex. 59

59. Use os dados da Tabela 12.4 para calcular a solubilidade molar de cada uma destas substancias pouco solúveis, na respectiva solução: (a) cloreto de prata, em solução 0,20M de NaCl(aq); (b) Cloreto de mercúrio (II), em uma solução 0,150M de NaCl(aq); (c) cloreto de chumbo (II), em uma solução 0,025M de CaCl2(aq); (d) hidróxido de ferro (II) , em uma solução 2,5 x10-3M de FeCl2 (aq). Para efeito de cálculo, ignore a autoprotólise da água.

Passo 1

Letra (a)

Neste caso, estamos diante de um problema que envolve o conceito de efeito de um íon comum. Sendo assim, como trata-se de dois sais em cada opção, podemos escrever a equação de dissociação para cada um:

A g C l s → A g + a q + C l - ( a q )

N a C l a q → N a + a q + C l - ( a q )

K p s = A g + C l -

A g + = A g C l

C l - = 0,20   P r o v e n i e n t e   d o   N a C l + [ A g C l ]

Podemos escrever então,

K p s = A g C l 0,2 + A g C l

Adimitindo que A g C l ≪ 0,2 , podemos fazer a seguinte simplificação:

1,6 × 10 - 10 = [ A g C l ] ( 0,2 )

A g C l = 8 × 10 - 10   m o l . L - 1

Logo, a aproximação adotada é valida e o valor da solubilidade molar do sal em questão é este mesmo.

Passo 2

Letra (b)

Escreva a equação química para dissolução de  H g 2 C l 2 .

H g 2 C l 2 s → H g 2 2 + a q + 2 C l - ( a q )

Agora escreva a equação para o produto de solubilidade.

K p s = H g 2 2 + C l - 2

O valor do produto de solubilidade da tabela 13.4 é  K p s = 2,6 × 10 - 18 .

Suponha que a concentração de  C l -   íons de  H g 2 C l 2   é insignificante em comparação com a concentração de  C l -     íons em  N a C l   solução.

A concentração da   N a C l     solução é  0,150   m o l . L - 1 .

E assim a concentração de  C l -     íons na solução  C l -     é  0,150   m o l . L - 1 .

A solubilidade molar de  H g 2 C l 2   agora pode ser calculada apenas com base na concentração de  H g 2 2 +   íons.

Olhando para a estequiometria da reação, podemos dizer

1   m o l   H g 2 2 + = 1   m o l   H g 2 C l 2

2   m o l   C l - = 1   m o l   H g 2 C l 2

Sendo assim, teremos

K p s = H g 2 2 + C l - 2

2,6 × 10 - 18 = s × 2 × 0,150 2

s = 1,2 × 10 - 16

Assim, a solubilidade molar de  H g 2 C l 2 s   é   1,2 × 10 - 16   m o l . L - 1 .

Passo 3

Letra (c)

Escreva a equação química para dissolução de P b C l 2 .

P b C l 2 s → P b 2 + a q + 2 C l - ( a q )

Agora escreva a equação para o produto de solubilidade.

K p s = P b 2 + C l - 2

O valor do produto de solubilidade da tabela 13.4 é  K p s = 1 , 6 × 10 - 5 .

Suponha que a concentração de  C l -   íons de  P b C l 2   é insignificante em comparação com a concentração de  C l -     íons em  C a C l 2   solução.

A concentração da   C a C l 2     solução é  0,025   m o l . L - 1 .

E assim a concentração de  C l -     íons na solução  C l -     é  2 × 0,150   m o l . L - 1 .

A solubilidade molar de  P b C l 2   agora pode ser calculada apenas com base na concentração de  P b 2 +   íons.

Olhando para a estequiometria da reação, podemos dizer

1   m o l   P b 2 + = 1   m o l   P b C l 2

2   m o l   C l - = 1   m o l   P b C l 2

Sendo assim, teremos

K p s = P b 2 + C l - 2

1 , 6 × 10 - 5 = s × 2 × 0,025 2

s = 6,4 × 10 - 3

Assim, a solubilidade molar de  P b C l 2 s   é   6,4 × 10 - 3   m o l . L - 1 .

Passo 4

Letra (d)

Escreva a equação química para dissolução de   F e O H 2 .

F e O H 2 s → F e 2 + a q + 2 O H - ( a q )

Agora escreva a equação para o produto de solubilidade.

K p s = F e 2 + O H - 2

O valor do produto de solubilidade da tabela 13.4 é  K p s = 1,6 × 10 - 14 .

Suponha que a concentração de  F e 2 +   íons de   F e O H 2   é insignificante em comparação com a concentração de  F e 2 +     íons em  F e C l 2     solução.

A concentração da   F e C l 2     solução é  2,5 × 10 - 3   m o l . L - 1 . E sabemos de acordo com a estequiometria da dissociação de F e C l 2 .

1   m o l   F e C l 2 = 1   m o l   F e 2 +

E assim a concentração de  F e 2 +   íons na solução  F e 2 +   é  2,5 × 10 - 3   m o l . L - 1 .

A solubilidade molar de  F e O H 2   agora pode ser calculada apenas com base na concentração de  O H -   íons.

Olhando para a estequiometria da reação, podemos dizer

1   m o l   F e 2 + = 1   m o l   F e O H 2

2   m o l   O H - = 1   m o l   F e O H 2

Sendo assim, teremos

K p s = F e 2 + O H - 2

1,6 × 10 - 14 = 2,5 × 10 - 3 × 2 s 2

s = 1,3 × 10 - 6

Assim, a solubilidade molar de  F e O H 2     é   1,3 × 10 - 6   m o l . L - 1 .

Resposta

  1. 8 × 10 - 10   m o l . L - 1
  2. 1,2 × 10 - 16   m o l . L - 1
  3. 6,4 × 10 - 3   m o l . L - 1
  4. 1,3 × 10 - 6   m o l . L - 1
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