Enunciado
Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 11.Questões e Problemas - Ex. 19
Em contraste com muitos sais, o sulfato de cálcio dissocia-se apenas parcialmente em solução aquosa:
A constante do produto de solubilidade para o é . Calcular a solubilidade do CaSO4 em (a) água e (b) 0,0100 mol L–1 de Na2SO4. Além disso, calcular a porcentagem de CaSO4 não dissociada em cada solução.
Passo 1
Fala galera, beleza? Bora resolver o nosso exercício? Vamos lá, começando pela letra (a).
Vamos considerar aqui a nossa reação em equilíbrio:
Se a gente for montar uma constante do produto de solubilidade da nossa reação, vamos ter:
Beleza, agora devemos montar a equação da constante de dissociação:
Show, lembrando que os valores acima foram dados para a gente no enunciado ta? Agora, se dividirmos a equação (1) pela (2):
Beleza, mas por que fizemos essa conta? Vamos interpretar o que está acontecendo:
Quando misturamos o nosso sal em água, uma parte dele se dissocia e outra permanece como sal, por isso que a gente diz que a nossa solução está em equilíbrio, certo? A conta que fizemos acima descobrimos a massa do nosso sal que não se dissociou. Com essa informação, a gente vai conseguir descobrir qual a capacidade de solubilidade do mesmo.
Passo 2
Continuando a nossa interpretação, vamos escrever a baixo o equilíbrio de massa do nosso sistema:
O que temos acima é que a concentração total do nosso sal vai ser o que não dissociou + o que se dissociou, beleza? Além disso, se a gente olhar para a nossa equação, pela estequeometria, podemos dizer que:
Se a gente substituir a relação da equação (5) na equação (1):
Show, agora podemos substituir a equação (3) e (6) na equação (4):
Logo:
Perfeito. Agora que temos o valor total e a massa que não foi dissociada, conseguimos calcular a porcentagem:
Passo 3
Agora vamos para a letra (b):
Bom, já calculamos nos passos anteriores algumas informações que serão reutilizadas:
Beleza, antes na nossa solução nós só tínhamos o . Agora, vamos adicionar . Com isso, vamos ter:
Reparem que ambos tem como ânion o . Logo, a adição do sal agora vai afetar a concentração do ânion em comum que eles têm. Ok?
Assim como descobrimos no Passo 2 que:
Agora, vamos poder dizer que:
Se substituirmos a equação (7) na (1), vamos ter:
E aqui temos uma equação do segundo grau. Resolvendo, vamos achar que:
Se substituirmos na relação de solubilidade:
E com isso podemos calcular a porcentagem: