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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 11.Questões e Problemas - Ex. 16d

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. I O 3 - para separar I n 3 + e T l + em uma solução inicialmente 0,20   m o l   L - 1 em I n 3 + e 0,090   m o l   L - 1 em T l + . Para o I n ( I O 3 ) 3 , K p s = 3,3 ∙ 10 - 11 ; para o T l I O 3 , K p s = 3,1 ∙ 10 - 6 .

Passo 1

Olá pessoal, para a resolução deste exercício primeiramente precisamos escrever as equações químicas envolvidas:

I n ( I O 3 ) 3 ⇌ I n 3 + + 3 I O 3 -

T l I O 3 ⇌ T l + + I O 3 -

Agora precisamos escrever as equações dos produtos de solubilidade:

I n 3 + [ I O 3 - ] 3 = K p s = 3,3 ∙ 10 - 11

T l + [ I O 3 - ] = K p s = 3,1 ∙ 10 - 6

Então iremos calcular a concentração de I O 3 - para precipitar I n 3 + e T l + . Pelo enunciado sabemos que:

I n 3 + = 0 , 2 0   m o l   L - 1 ;

T l + = 0 , 09 0   m o l   L - 1 .

Substituindo esses valores nas expressões do produto de solubilidade:

I n 3 + [ I O 3 - ] 3 = 3,3 ∙ 10 - 11

I O 3 - = 3,3 ∙ 10 - 11 I n 3 + 3 = 3,3 ∙ 10 - 11 0,20 3 = 5,5 ∙ 10 - 4   m o l / L

T l + [ I O 3 - ] = K p s = 3,1 ∙ 10 - 6

I O 3 - = 3,1 ∙ 10 - 6 T l + = 3,1 ∙ 10 - 6 0 , 090 = 3 , 4 ∙ 10 - 5   m o l / L

Como a [ I O 3 - ] é menor para T l I O 3 , ele irá precipitar primeiro.

Passo 2

Como T l I O 3 se precipita a uma [ I O 3 - ] menor que I n ( I O 3 ) 3 , iremos calcular a concentração de I O 3 - necessária para a remoção quantitativa do T l + da solução. Pelo enunciado temos que a concentração do cátion é reduzida a 1,0 ∙ 10 - 6   m o l   L - 1 , ou seja, T l 2 + = 1,0 ∙ 10 - 6   m o l   L - 1 . Substituindo na expressão do produto de solubilidade:

I O 3 - = 3,1 ∙ 10 - 6 T l + = 3,1 ∙ 10 - 6 1,0 ∙ 10 - 6 = 3 , 1   m o l / L

Dessa forma, se mantivermos a concentração de I O 3 - ao redor de 3 , 1   m o l / L , a concentração de T l + será reduzida a 1,0 ∙ 10 - 6 .

Passo 3

A concentração máxima de I O 3 - que pode existir em uma solução sem levar a formação de I n ( I O 3 ) 3 , é aquela que calculamos no Passo 1, para I n 3 + = 0 , 2 0   m o l :

I O 3 - = 5,5 ∙ 10 - 4   m o l / L

Com isso, conseguimos concluir que não é possível separar I n 3 + de T l + , porque o valor da concentração máxima de I O 3 - é menor do que aquela obtida da separação quantitativa.

Até mais galerinha!

Resposta

Não é viável utilizar I O 3 - para separar I n 3 + e T l + nas condições dadas.

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