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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 10.Questões e Problemas - Ex. 11d

Use as atividades para calcular a solubilidade molar do Z n ( O H ) 2 em

  1. a solução que resulta quando você mistura 20,0   m L de K O H   0,100   m o l   L - 1 com 80,0   m L de   Z n C l 2   0,0250   m o l   L - 1 .

Passo 1

Oi galera, vem comigo! Primeiramente precisamos da reação química e o produto de hidróxido de zinco:

Z n ( O H ) 2 ⇌ Z n 2 + + 2 O H -                                           K p s = 3,0 ∙ 10 - 16

E também sabemos que:

K p s ' = K p s γ Z n 2 + ∙ γ O H - 2 = Z n 2 + [ O H - ] 2

Iremos calcular a força iônica pela seguinte 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

Onde temos:

K O H ⇌ K + + O H -

Z n C l 2 ⇌ Z n 2 + + 2 C l -

E precisamos descobrir o número de mols de cada íon:

n γ Z n 2 + = n γ K + = 0 , 10 0   m o l L ∙ 20   m L = 2   m m o l

n γ O H - = n γ C l - = 0 , 0 250   m o l L ∙ 8 0   m L = 2   m m o l

Com isso conseguimos calcular as concentrações de K + e C l - :

K + = 2   m m o l 100   m L = 0,0 2   m o l / L

C l - = 2 ∙ 2   m m o l 100   m L = 0,0 4   m o l / L

Para K C l temos:

K C l ⇌ K + + C l -

μ = 1 2 K + ∙ 1 2 + C l - ∙ 1 2 = 1 2 0,0 2 + 0,0 4 = 0,0 3   m o l / L

No cálculo de μ , consideramos que os íons Z n 2 + e O H - provenientes do precipitado não afetam significativamente a força iônica da solução.

Passo 2

Pela Tabela:

Como não temos o valor de 0,03   m o l / L para a força iônica, e este valor é metade de 0,0 1 e 0,0 5 , iremos considerar:

γ Z n 2 + = 0,676 + 0,48 2 = 0,578

γ O H - = 0 , 900 + 0,8 1 2 = 0,8 55

Voltando na equação de K p s ' :

K p s ' = K p s γ Z n 2 + ∙ γ O H - 2 = 3,0 ∙ 10 - 16 0 , 578 ∙ 0 , 855 2

K p s ' = 7,1 ∙ 10 - 16

Passo 3

No Passo 1 descobrimos:

n γ O H - = 2   m m o l ;

n γ Z n 2 + = 2   m m o l .

Com este valor conseguimos descobrir o em excesso de O H - :

n γ O H - = 2 - 2 / 2 = 1   m m o l

Então:

Z n 2 + = 1   m m o l 100   m L = 0,0 1   m o l / L

Pelo balanceamento da reação:

Z n ( O H ) 2 ⇌ Z n 2 + + 2 O H -

Pode-se perceber que:

S = 1 2 ∙ O H -

Substituindo na equação de K p s ' :

K p s ' = Z n 2 + [ O H - ] 2

O H - = K p s ' Z n 2 + = 7,1 ∙ 10 - 16 0,01 = 2,7 ∙ 10 - 7   m o l / L

S = O H - 2 = 2,7 ∙ 10 - 7 2 = 1,4 ∙ 10 - 7   m o l / L

Sei que o exercício foi longo, mas espero que eu tenha conseguido te ajudar. Até mais!

Resposta

S = 1,4 ∙ 10 - 7   m o l / L .

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