Química Geral ⇒ Feltre-leitura sobre tratamento da água Tópico resolvido

[felipeomestre]

(Vunesp) Nas estações de tratamento de água, uma das etapas do tratamento para obtenção de água potável consiste na eliminação das impurezas que se encontram em suspensão. Isto é feito produzindo-se hidróxido de alumínio e sulfato de cálcio na superfície da água a ser tratada. O hidróxido de alumínio atua como floculante, arrastando consigo as impurezas sólidas para o fundo do tanque de decantação. Com base nas informações fornecidas, os compostos utilizados nas estações de tratamento de água são:
a) AlCl3 e NaOH
b) Al(NO3)3 e KOH
c) Al2(SO4) 3 e KOH
d) Al2 (SO4) 3 e Na2CO3
e) Al2 (SO4) 3 e Ca(HCO3)2

gabarito

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letra e

Não entendi oque a questão está querendo. Gostaria da resolução da questão que explicasse oque ele está falando.

[parozkx]

Olá felipeomestre,

A ideia da questão é: quero produzir na superfície da água as substâncias hidróxido de alumínio [tex3]Al(OH)_{3}[/tex3] e sulfato de cálcio [tex3]CaSO_{4}[/tex3]. Qual par a seguir posso adicionar para que, após reagir, forme as substâncias desejadas?

Fica nítido que a única alternativa viável é a alternativa [tex3]\boxed{e}[/tex3], pois apenas ela contém o cálcio necessário para a formação do [tex3]CaSO_{4}[/tex3]. Com isso já dava para resolver a questão.

Indo mais a fundo, evidencio aqui a reação:

Quando em água, [tex3]Ca(HCO_{3})_{2}[/tex3] sofre hidrólise:

[tex3]Ca(HCO_{3})_{2}\rightarrow Ca^{2+}+\cancel{2HCO_{3}^{-}}[/tex3]
[tex3]\cancel{2HCO_{3}^-}+\cancel{2H_2O}\rightleftharpoons \cancel{2H_2O}+2CO_2+2OH^-[/tex3]
[tex3]------------------------------[/tex3]
Global: [tex3]Ca(HCO_{3})_{2}\rightarrow 2CO_2+Ca(OH)_2[/tex3]

Dupla troca :

[tex3]Al(SO_4)_3+3Ca(OH)_2\rightarrow 2Al(OH)_3+3Ca(SO_4)_2[/tex3]

*Critério para a ocorrência de dupla troca: produto insolúvel em água (precipitado). Como especificado no enunciado, [tex3]Al(OH)_3 [/tex3] é um hidróxido insolúvel.

[felipeomestre]

Olá felipeomestre,

A ideia da questão é: quero produzir na superfície da água as substâncias hidróxido de alumínio [tex3]Al(OH)_{3}[/tex3] e sulfato de cálcio [tex3]CaSO_{4}[/tex3]. Qual par a seguir posso adicionar para que, após reagir, forme as substâncias desejadas?

Fica nítido que a única alternativa viável é a alternativa [tex3]\boxed{e}[/tex3], pois apenas ela contém o cálcio necessário para a formação do [tex3]CaSO_{4}[/tex3]. Com isso já dava para resolver a questão.

Indo mais a fundo, evidencio aqui a reação:

Quando em água, [tex3]Ca(HCO_{3})_{2}[/tex3] sofre hidrólise:

[tex3]Ca(HCO_{3})_{2}\rightarrow Ca^{2+}+\cancel{2HCO_{3}^{-}}[/tex3]
[tex3]\cancel{2HCO_{3}^-}+\cancel{2H_2O}\rightleftharpoons \cancel{2H_2O}+2CO_2+2OH^-[/tex3]
[tex3]------------------------------[/tex3]
Global: [tex3]Ca(HCO_{3})_{2}\rightarrow 2CO_2+Ca(OH)_2[/tex3]

Dupla troca :

[tex3]Al(SO_4)_3+3Ca(OH)_2\rightarrow 2Al(OH)_3+3Ca(SO_4)_2[/tex3]

*Critério para a ocorrência de dupla troca: produto insolúvel em água (precipitado). Como especificado no enunciado, [tex3]Al(OH)_3 [/tex3] é um hidróxido insolúvel.

Se você me fizer esse imenso favor de me explicar essa dúvidas básicas que tenho sobre esses tipos de reações, eu agradeceria muito!

Você fez a questão desse jeito?:

1) Ver quais substâncias contêm os elementos que estão presentes nos produtos desejados, obviamente esses elementos não surgirão do nada.
2) Verificar se essa reação pode ser de dupla troca, verificando se há um produto fraco (libera pouco íons), ou insolúvel, ou volátil (condições para a ocorrência de uma dupla troca).


Só fico com dúvida na primeira reação.

[tex3]Ca(HCO_{3})_{2}\rightarrow Ca^{2+}+\cancel{2HCO_{3}^{-}}[/tex3]
[tex3]\cancel{2HCO_{3}^-}+\cancel{2H_2O}\rightleftharpoons \cancel{2H_2O}+2CO_2+2OH^-[/tex3]
[tex3]------------------------------[/tex3]
Global: [tex3]Ca(HCO_{3})_{2}\rightarrow 2CO_2+Ca(OH)_2[/tex3]

Como faço para deduzir isso?

1) Como posso saber que o Ca(HCO3)2 sofre hidrólise quando em água.
[tex3]Ca(HCO_{3})_{2}\rightarrow Ca^{2+}+\cancel{2HCO_{3}^{-}}[/tex3]

2) Como saber que HCO3- libera esses produtos quando em água?


Desculpe-me pelo tanto de perguntas, mas é que realmente não sei...

[felipeomestre]

É possível deduzir por alguma razão ou é somente uma reação específica?

[parozkx]

felipeomestre,

Sinta-se muito mais que à vontade para perguntar o quanto quiser. Se preferir, envie-me mensagens privadas, faço questão de responder todas as suas dúvidas.As vezes surge uma dúvida simples, mas que pode ajudar no seu estudo. Consigo te ajudar em qualquer assunto de Física, Química, Biologia e Matemática (nível ensino médio/vestibular). Depois de ver essas matérias, tento disseminar tudo que aprendi pro pessoal aqui do fórum. Será um imenso prazer te ajudar!

Vamos por partes.

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Primeira dúvida

Você fez a questão desse jeito?:

1) Ver quais substâncias contêm os elementos que estão presentes nos produtos desejados, obviamente esses elementos não surgirão do nada.
2) Verificar se essa reação pode ser de dupla troca, verificando se há um produto fraco (libera pouco íons), ou insolúvel, ou volátil (condições para a ocorrência de uma dupla troca).

Perfeitamente. A lógica é exatamente essa. Não tem como o Cálcio surgir do nada e tampouco o Alumínio, [tex3]OH^-[/tex3] e [tex3](SO_4)_2^{-2}[/tex3].
Quanto à reação de dupla troca, inconscientemente faço essa análise que você citou. Também estudei esse assunto pelo Feltre! Damos uma "futurizada" na reação e vemos os possíveis produtos dela. Se um deles for volátil (normalmente é um gás [tex3]H_2, CO_2[/tex3]...), sólido insolúvel (precipitado. Tem os jargões, [tex3]Al(OH)_3[/tex3] é um deles. Tem a tabelinha também, mas o vestibular te avisa quando precisar!) ou menos iônico que os reagentes, é dupla-troca. Do contrário, não ocorre a dupla-troca.

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Segunda dúvida

Como o faço para deduzir isso?

1) Como posso saber que o Ca(HCO3)2 sofre hidrólise quando em água.
[tex3]Ca(HCO_{3})_{2}\rightarrow Ca^{2+}+\cancel{2HCO_{3}^{-}}[/tex3]

2) Como saber que [tex3]HCO3^-[/tex3] libera esses produtos quando em água?

Não se preocupe com isto por enquanto!

As reações de hidrólise você vai estudar quando for aprender Equilíbrio Químico. Não estudei essa parte pelo Feltre, usei o Tito e Canto, mas fiz questão de dar uma conferida aqui no nosso material e é a página 340 do livro 2 (físico-química) do Feltre.

Respondendo à sua pergunta, como sei que [tex3]Ca(HCO_{3})_2[/tex3] sofre hidrólise? Por que se trata de um sal.

No entanto, novamente, não se preocupe Felipe. São sim reações específicas.Sempre podemos aplicá-las aos sais, desde que estes estejam em meio aquoso. Se tratam de uma técnica importante, mas, no seu caso, não são para agora. Coloquei as reações apenas para efeito de comprovação do resultado.

A parte do [tex3]HCO3^-[/tex3] e os produtos que ele gera, também é uma parte da reação de hidrólise do sal, e você não tem que entender por agora. Mas vou deixar a resposta aqui:

[tex3]HCO_3^+HOH\rightleftharpoons H_2CO_3+OH^-[/tex3] (Perceba que um hidrogênio da água, que representei como [tex3]HOH[/tex3], vai para o [tex3]HCO_3^-[/tex3] e forma o ácido carbônico, pois é um ácido fraco. O que era [tex3]HOH[/tex3], fica só [tex3]OH^-[/tex3], que na reação global vai formar o [tex3]Al(OH)_3[/tex3])

[tex3]H_2CO_3 \rightleftharpoons H_2O+CO_2[/tex3] (Essa reação, especificamente, é a única que acredito que tem que estar na sua cabeça por agora. [tex3]H_2CO_3[/tex3] é um ácido instável e normalmente acaba ficando na forma de [tex3]H_2O+CO_2[/tex3])

Novamente enfatizo: você vai aprender tudo isso, fique tranquilo! Só estou explicando tudo para você ver que tem resposta e para que, numa eventual dúvida futura de algum amigo do fórum, ou até mesmo sua, você possa recorrer à essa resposta.

Filtre tudo o que eu falei: Hidrólise você vai ver mais pra frente. Por hora, só decore a instabilidade do [tex3]H_2CO_3[/tex3] e os critérios para a dupla troca.

E por último, parabéns pela postura Felipe. Quando estava aprendendo Química eu fazia igual você: fazia questão de não só saber fazer, queria entender exatamente o que e por que eu estava fazendo aquilo. Você está no caminho certo!

Grande abraço Felipe,
Qualquer dúvida, não hesite em perguntar.