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Enunciado

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

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. O H - para separar B e 2 + e H f 4 + em uma solução inicialmente 0,020   m o l   L - 1 em B e 2 + e 0,010   m o l   L - 1 em H f 4 + . Para o B e ( O H ) 2 , K p s = 7,0 ∙ 10 - 22 e para o H f ( O H ) 4 , K p s = 4,0 ∙ 10 - 26 .

Passo 1

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

B e ( O H ) 2 ⇌ B e 2 + + 2 O H -

H f ( O H ) 4 ⇌ H f 4 + + 4 O H -

Agora precisamos escrever as equações das constantes de solubilidade. Os valores de K p s é obtido pelo Apêndice 2:

B e 2 + [ O H - ] 2 = K p s = 7,0 ∙ 10 - 22

H f 4 + [ O H - ] 4 = K p s = 4,0 ∙ 10 - 26

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

B e 2 + = 0,020   m o l   L - 1 ;

H f 4 + = 0,010   m o l   L - 1 .

Substituindo esses valores nas expressões do produto de solubilidade:

B e 2 + [ O H - ] 2 = 7,0 ∙ 10 - 22

O H - = 7,0 ∙ 10 - 22 B e 2 + = 7,0 ∙ 10 - 22 0,020 = 1 , 9 ∙ 10 - 10   m o l / L

H f 4 + [ O H - ] 4 = 4,0 ∙ 10 - 26

O H - = 4,0 ∙ 10 - 26 H f 4 + 4 = 4,0 ∙ 10 - 26 0,010 4 = 1,4 ∙ 10 - 6   m o l / L

Como a [ O H - ] é menor para B e ( O H ) 2 , ele irá precipitar primeiro.

Passo 2

Como B e ( O H ) 2 se precipita a uma [ O H - ] menor que H f ( O H ) 4 , iremos calcular a concentração de O H - necessária para a remoção quantitativa do B e 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 e 2 + = 1,0 ∙ 10 - 6   m o l   L - 1 . Substituindo na expressão do produto de solubilidade:

B e 2 + [ O H - ] 2 = 7,0 ∙ 10 - 22

O H - = 7,0 ∙ 10 - 22 B e 2 + = 7,0 ∙ 10 - 22 1,0 ∙ 10 - 6 = 2,65 ∙ 10 - 8   m o l / L

Dessa forma, se mantivermos a concentração de O H - ao redor de 2,65 ∙ 10 - 8   m o l / L , a concentração de B e 2 + será reduzida a 1,0 ∙ 10 - 6 .

Passo 3

A concentração máxima de O H - que pode existir em uma solução sem levar a formação de H f ( O H ) 4 , é aquela que calculamos no Passo 1, para H f 4 + = 0,010   m o l :

O H - = 1,4 ∙ 10 - 6   m o l / L

Com nossos cálculos conseguimos concluir que a separação quantitativa de B e ( O H ) 2 pode ser feita se a concentração de O H - for maior que 2,65 ∙ 10 - 8   m o l / L e que H f ( O H ) 4 não irá precipitar até que uma concentração de O H - igual a 1,4 ∙ 10 - 6   m o l / L for atingida. Portanto, é possível separar B e 2 + de H f 4 + , mantendo-se [ O H - ] entre esses níveis.

Consegui te ajudar? Espero que sim. Até mais!

Resposta

É viável utilizar O H - para separar B e 2 + e H f 4 + nas condições dadas.

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