Enunciado

Suponha que 2,50 g do sólido (NH4)3(PO4) foram adicionados a 50,0 ml de uma solução 0,125 M de CaCl2 (aq). a) Escreva a equação química da reação de precipitação e a equação iônica abreviada. b) Qual é a molaridade de cada íon espectador após o término da reação? Considere 70,0 ml como volume final.

Passo 1

Letra a)

Primeiramente devemos escrever a equação química balanceada da reação de precipitação.

2 N H 4 3 P O 4 a q + 3 C a C l 2 a q → C a 3 P O 4 2 s + 6 N H 4 C l ( a q )

Passo 2

A partir da equação química balanceada da reação de precipitação conseguimos escrever a equação iônica completa:

6 N H 4 + a q + 2 P O 4 3 - a q + 3 C a 2 + a q + 6 C l - a q → C a 3 P O 4 2 s + 6 N H 4 + a q + 6 C l - a q

Passo 3

Agora, cancelando os íons presentes igualmente nos dois lados da equação, temos a equação iônica simplificada:

2 P O 4 3 - a q + 3 C a 2 + a q → C a 3 P O 4 2 s

Passo 4

Letra b)

Sabemos que os íons espectadores são NH4+ e Cl-.

Primeiramente vamos calcular a molaridade do íon NH4+, e para isso devemos encontrar o número de mols do íon presente no composto sólido (NH4)3PO4.

Sabendo que a massa molar do (NH4)3PO4 é 149,1 g.mol-1 e que 2,50 g foram usadas na mistura, então temos que:

n = m M M = 2,50   g 149,1   g . m o l - 1 = 0,0168   m o l   d e   N H 4 3 P O 4

Sabemos, pela equação iônica completa que 2 mols de (NH4)3PO4 formam 6 mols do íon NH4+. Desse modo, podemos dizer que cada mol de (NH4)3PO4 forma 3 mols do íon NH4+. Sendo assim, conseguimos então definir o número de mols do íon NH4+ envolvidos na reação:

n = 0,0168   m o l   d e   N H 4 3 P O 4   . 3   m o l   d o   í o n   N H 4 + 1   m o l   d e   N H 4 3 P O 4 = 0,0503   m o l   d o   í o n   N H 4 +  

Como conhecemos o número de mols do íon NH4+ envolvidos na reação e o volume total da solução final, somos capazes de calcular sua molaridade:

c = n V = 0,0503   m o l 0,070   L = 0,719   m o l . L - 1

Passo 5

Para o cálculo da molaridade do íon Cl-, começaremos calculando o número de mols de CaCl2 presente na molaridade descrita:

c = n V → n = c   .   V = 0,125   m o l . L - 1   .   0,050   L = 0,00625   m o l   d e   C a C l 2

Sabemos, pela equação iônica completa que 3 mols de CaCl2 formam 6 mols do íon Cl-. Desse modo, podemos dizer que cada mol de CaCl2 forma 2 mols do íon Cl-. Sendo assim, conseguimos então definir o número de mols do íon Cl- envolvidos na reação:

n = 0,00625   m o l   d e   C a C l 2   . 2   m o l   d o   í o n   C l - 1   m o l   d e   C a C l 2 = 0,0125   m o l   d o   í o n   C l -  

como conhecemos o número de mols do íon Cl- envolvidos na reação e o volume total da solução final, somos capazes de calcular sua molaridade:

c = n V = 0,0125   m o l 0,070   L = 0,179   m o l . L - 1

Resposta

a )   2 N H 4 3 P O 4 a q + 3 C a C l 2 a q → C a 3 P O 4 2 s + 6 N H 4 C l ( a q ) , 6 N H 4 + a q + 2 P O 4 3 - a q + 3 C a 2 + a q + 6 C l - a q → C a 3 P O 4 2 s + 6 N H 4 + a q + 6 C l - a q , 2 P O 4 3 - a q + 3 C a 2 + a q → C a 3 P O 4 2 s ,

b) 0,719   m o l . L - 1   d e   N H 4 + e 0,179   m o l . L - 1   d e   C l - .

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