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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. 75

Examine os dois equilíbrios:

C a F 2 s → C a 2 + a q + 2 F - a q                                           K p s = 4,0   ×   10 - 11

F - a q + H 2 O ( l ) → H F a q + O H - a q                       K b ( F - ) = 2,9   ×   10 - 11

  1. Escreva a equação química total e determine a constante de equilíbrio correspondente. Determine a solubilidade de CaF2 em (b) p H   =   7 ; (c) p H =   3 .

Passo 1

  1. Fala aí! Vamos começar pela letra a, ela quer a equação química total, para achar ela basta somar as duas equações… Sem esquecer que tudo que é produzido de um lado deve ser consumido do outro…

    2. Pra início de conversa vamos precisar multiplicar por 2 nossa segunda equação, por que veja que o F   - na primeira equação apresenta o coeficiente 2, ok? Teremos o seguinte:

    C a F 2 s → C a 2 + a q + 2 F - a q

    2   F - a q + 2   H 2 O ( l ) → 2   H F a q + 2   O H - a q

    Agora somando as equações ficaremos com:

    C a F 2 s + 2 H 2 O l   →   C a 2 + a q + 2 H F a q + 2 O H - a q

    Ah! Lembrando que quando estamos trabalhando com equilíbrio químico a constante de equilíbrio da equação total será igual ao produto das constantes das reações parciais, então teremos:

    K c = K p s K b 2

    K c = ( 4,0   × 10 - 11 )     2,9   ×   10 - 11 2

    K c = 3,4   × 10 - 32

    Show! Agora vamos resolver a parte da solubilidade da reação!

    Passo 2

  2. Para achar a solubilidade nós podemos usar a equação de K p s , que nos diz o seguinte:

K p s = C a 2 +     F   - 2

Como não sabemos as solubilidades de cada um vamos chamar de s , ok?

Além disso, sabemos que:

1   m o l de C a 2 + equivale a 2   m o l s de F   -

Então a solubilidade de F   - será o dobro de C a 2 + , temos então:

K p s = s   . 2 s 2

K p s = 4 s 3

4,0   ×   10 - 11 = 4 s 3

s = 4,0   ×   10 - 11 4 1 / 3

s = 2,1   ×   10 - 4   m o l / L

Essa será a solubilidade de C a 2 + , como a de F   - será o dobro, temos:

2   .   2,1   × 10 - 4   =   4,2   × 10 - 4   m o l / L

Prontinho! Conseguimos!

Resposta

  1. C a F 2 s + H 2 O l → C a 2 + a q + H F a q + O H - a q ; K c = 3,4   .   10 - 32

  2. 2,1   .   10 - 4   m o l / L

  3. 4,2   .   10 - 4   m o l / L
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