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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 10.Questões e Problemas - Ex. 13d

Calcule as solubilidades dos seguintes compostos em uma solução de B a ( N O 3 ) 2   0,0167   m o l   L - 1 usando (1) as atividades e (2) as concentrações molares:

  1. L a ( I O 3 ) 3 .

Passo 1

Oi galera, vem comigo! Primeiramente precisamos da reação química e o produto de solubilidade do iodato de lantânio:

L a ( I O 3 ) 3 ⇌ L a 3 + + 3 I O 3 -                                           K p s = 1,0 ∙ 10 - 11

Para o cálculo da solubilidade considerando as atividades, precisamos descobrir K p s ' , que é dada pela equação:

K p s ' = K p s γ L a 3 + ∙ γ I O 3 - 3 = L a 3 + [ I O 3 - ] 3

Para isso, precisamos calcular a força iônica. Para isso utilizaremos a equação:

μ = 1 2 ( [ A ] ∙ Z A 2 + [ B ] ∙ Z B 2 + [ C ] ∙ Z C 2 + … )

Onde:

  • [ A ] , [ B ] , [ C ] , ... representam as concentrações molares de espécie dos íons A, B, C, ...
  • Z A 2 , Z B 2 , Z C 2 , ... correspondem às cargas da sua espécie

A força iônica a partir de B a ( N O 3 ) 2   0,0167   m o l   L - 1 será:

B a ( N O 3 ) 2 ⇌ B a 2 + + 2 N O 3 -

μ = 1 2 B a 2 + ∙ 2 2 + 2 ∙ N O 3 - ∙ 1 2 = 1 2 0,0167 ∙ 4 + 2 ∙ 0,0167 = 0,05   m o l / L

No cálculo de μ , consideramos que os íons L a 3 + e I O 3 - provenientes do precipitado não afetam significativamente a força iônica da solução.

Passo 2

Pela Tabela com uma força iônica de 0,05   m o l / L , conseguimos encontrar o coeficiente de atividade ( γ ):

γ L a 3 + = 0,24

γ I O 3 - = 0,82

Voltando na equação de K p s ' :

K p s ' = K p s γ L a 3 + ∙ γ I O 3 - 3 = 1,0 ∙ 10 - 11 0,24 ∙ 0,82 3

K p s ' = 7,56 ∙ 10 - 11

Passo 3

Sabemos que:

K p s ' = L a 3 + [ I O 3 - ] 3 = 7,56 ∙ 10 - 11

E através do balanceamento da reação, podemos observar que para 1 mol de L a ( I O 3 ) 3 temos 1 mol de L a 3 + . Então nossa solubilidade molar será:

S = L a 3 +

Além disso, para 1 mol de L a 3 + temos 3 mols I O 3 - , ou seja:

I O 3 - = 3 ∙ L a 3 +

Substituindo em:

L a 3 + [ I O 3 - ] 3 = 7,56 ∙ 10 - 11

S ∙ ( 3 ∙ S ) 3 = 7,56 ∙ 10 - 11

27 ∙ S 4 = 7,56 ∙ 10 - 11

S = 7,56 ∙ 10 - 11 27 4 = 1,3 ∙ 10 - 3   m o l / L

Passo 4

Desconsiderando as atividades, temos:

K p s = L a 3 + [ I O 3 - ] 3 = 1,0 ∙ 10 - 11

Como visto no Passo 3:

S = K p s 27 4 = 1,0 ∙ 10 - 11 27 4 = 7,8 ∙ 10 - 4   m o l / L

Até mais pessoal.

Resposta

  1. S = 1,3 ∙ 10 - 3   m o l / L ;
  2. S = 7,8 ∙ 10 - 4   m o l / L .

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