Enunciado

Utilizando a concentração de 1,0 ∙ 10 - 6   m o l   L - 1 como critério para a remoção quantitativa, determine se é viável utilizar

  1. S O 4 2 - para separar B a 2 + e S r 2 + em uma solução inicialmente 0,050   m o l   L - 1 em S r 2 + e 0,30   m o l   L - 1 em B a 2 + .

Passo 1

Olá pessoal, para a resolução deste exercício primeiramente precisamos escrever as equações química do sulfato de bário ( B a S O 4 ) e do sulfato de estrôncio ( S r S O 4 ):

B a S O 4 ⇌ B a 2 + + S O 4 2 -

S r S O 4 ⇌ S r 2 + + S O 4 2 -

No próximo passo, a gente precisa escrever as equações das constantes de solubilidade. Os valores de K p s é obtido pelo Apêndice 2:

B a 2 + [ S O 4 2 - ] = K p s = 1,1 ∙ 10 - 10

S r 2 + [ S O 4 2 - ] = K p s = 3,2 ∙ 10 - 7

Então iremos calcular a concentração de S O 4 2 - para precipitar B a 2 + e S r 2 + . Pelo enunciado sabemos que:

S r 2 + = 0,0 5 0   m o l   L - 1 ;

B a 2 + = 0 , 30   m o l   L - 1 .

Substituindo esses valores nas expressões do produto de solubilidade:

B a 2 + [ S O 4 2 - ] = 1,1 ∙ 10 - 10

S O 4 2 - = 1,1 ∙ 10 - 10 B a 2 + = 1,1 ∙ 10 - 10 0,30 = 3,7 ∙ 10 - 10   m o l / L

S r 2 + [ S O 4 2 - ] = 3,2 ∙ 10 - 7

S O 4 2 - = 3,2 ∙ 10 - 7 S r 2 + = 3,2 ∙ 10 - 7 0 , 05 0 = 6 , 4 ∙ 10 - 6   m o l / L

Como a [ S O 4 2 - ] é menor para B a S O 4 , ele irá precipitar primeiro.

Passo 2

Como B a S O 4 se precipita a uma [ S O 4 2 - ] menor que S r S O 4 , iremos calcular a concentração de S O 4 2 - necessária para a remoção quantitativa do B a 2 + da solução. Pelo enunciado temos que a concentração do cátion é reduzida a 1,0 ∙ 10 - 6   m o l   L - 1 , ou seja, B a 2 + = 1,0 ∙ 10 - 6   m o l   L - 1 . Substituindo na expressão do produto de solubilidade:

S O 4 2 - = 1,1 ∙ 10 - 10 B a 2 + = 1,1 ∙ 10 - 10 1,0 ∙ 10 - 6 = 1,1 ∙ 10 - 4   m o l / L

Dessa forma, se mantivermos a concentração de S O 4 2 - ao redor de 1,1 ∙ 10 - 4   m o l / L , a concentração de B a 2 + será reduzida a 1,0 ∙ 10 - 6 .

Passo 3

A concentração máxima de S O 4 2 - que pode existir em uma solução sem levar a formação de S r S O 4 , é aquela que calculamos no Passo 1, para S r 2 + = 0,0 5 0   m o l :

S O 4 2 - = 6 , 4 ∙ 10 - 6   m o l / L

Com isso, conseguimos concluir que não é possível separar B a 2 + de S r 2 + , porque o valor da concentração máxima de S O 4 2 - é menor do que aquela obtida da separação quantitativa.

Até mais galerinha!

Resposta

Não é viável utilizar S O 4 2 - para separar B a 2 + e S r 2 + nas condições dadas.

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