Ensino Médio ⇒ (PUC-SP-2006) Solubilidade Tópico resolvido

[igors97]

Olá, se puderem me ajudar com essa questão

(PUC - SP-2006) Dados:

solubilidade do BaSO = 1,0 x 10^-5 mol.L^-1
solubilidade do CaSO = 5,0 x 10^-3 mol.L^-1
solubilidade do MgCO = 1,0 x 10^-3 mol.L^-1
solubilidade do Mg(OH) = 5,0 x 10^-4 mol.L^-1
solubilidade do NaC = 6,5 mol.L^-1

Foram realizados 4 experimentos independentes, sendo misturados volumes iguais de soluções aquosas dos compostos indicados nas concentrações especificadas a
seguir.

Experimento 1:
BaCl2(aq) 1,0x10-3 mol.L-1 e Na2SO4 (aq) 1,0x10-3 mol.L-1

Experimento 2:
CaCl2 (aq) 6,0x10-3 mol.L-1 e Na2SO4 (aq) 1,0x10-2 mol.L-1

Experimento 3:
MgCl2(aq) 1,0x10-2 mol.L-1 e Na2CO3 (aq) 1,0x10-3 mol.L-1

Experimento 4:
MgCl2(aq) 8,0x10-4 mol.L-1 e NaOH (aq) 1,0x10-4 mol.L-1

Houve formação de precipitado

A) somente nos experimentos 1 e 3.
B) somente nos experimentos 2 e 4.
C) somente nos experimentos 1 e 4.
D) somente nos experimentos 1, 2 e 3.
E) em todos os experimento

[VALDECIRTOZZI]

Para que um sal precipite em meio aquoso é necessário que eu produto de solubilidade (kps) do sal seja atingido.
No experimento 1, temos:
[tex3]\left[BaC\ell_2\right]=1,0 \times 10^{-3} \ mol/\ell[/tex3]
[tex3]\left[Na_2SO_4\right]=1,0 \times 10^{-3} \ mol/\ell[/tex3]

Ao misturarmos os dois, sais, o produto insolúvel será o [tex3]BaSO_4[/tex3]:
[tex3]Ba^{2+}_{(aq)}+SO_{4(aq)}^{2-}\rightleftharpoons BaSO_{4_{(s)}}[/tex3]
Para este sal, temos:
[tex3]kps=\left[Ba^{2-}_{(aq)}\right] \cdot \left[SO_{4(aq)}^{2-}\right][/tex3]
Como sua solubilidade é [tex3]1,0 \times 10^{-5} \ mol/\ell[/tex3]:
[tex3]kps=\left(1,0 \times 10^{-5}\right)^2=1,0 \times 10^{-10}[/tex3]


Para a solução nas concentrações dadas:
[tex3]\left[Ba^{2+}_{(aq)}\right]=1,0 \times 10^{-3} \ mol/\ell[/tex3]
[tex3]\left[SO_{4(aq)}^{2-}\right]=1,0 \times 10^{-3} \ mol/\ell[/tex3]

[tex3]Q=\left[Ba^{2-}_{(aq)}\right] \cdot \left[SO_{4(aq)}^{2-}\right][/tex3]
[tex3]Q=1,0 \times 10^{-3} \times 1,0 \times 10^{-3}=1,0 \times 10^{-6}[/tex3]

Como [tex3]Q>kps_{BaSO_4}[/tex3], o sal precipita.

No experimento 2, temos:
[tex3]\left[CaC\ell_2\right]=6,0 \times 10^{-3} \ mol/\ell[/tex3]
[tex3]\left[Na_2SO_4\right]=1,0 \times 10^{-2} \ mol/\ell[/tex3]

Ao misturarmos os dois, sais, o produto insolúvel será o [tex3]CaSO_4[/tex3]:
[tex3]Ca^{2+}{(aq)}+SO_{4(aq)}^{2-}\rightleftharpoons CaSO_{4(s)}[/tex3]
Para este sal, temos:
[tex3]kps=\left[Ca^{2-}_{(aq)}\right] \cdot \left[SO_{4(aq)}^{2-}\right][/tex3]
Como sua solubilidade é [tex3]5,0 \times 10^{-3} \ mol/\ell[/tex3]:
[tex3]kps=\left(5,0 \times 10^{-3}\right)^2=2,5 \times 10^{-5}[/tex3]


Para a solução nas concentrações dadas:
[tex3]\left[Ca^{2+}_{(aq)}\right]=6,0 \times 10^{-3} \ mol/\ell[/tex3]
[tex3]\left[SO_{4(aq)}^{2-}\right]=1,0 \times 10^{-2} \ mol/\ell[/tex3]

[tex3]Q=\left[Ca^{2-}_{(aq)}\right] \cdot \left[SO_{4(aq)}^{2-}\right][/tex3]
[tex3]Q=6,0 \times 10^{-3} \times 1,0 \times 10^{-2}=6,0 \times 10^{-5}[/tex3]

Como [tex3]Q>kps_{CaSO_4}[/tex3], o sal precipita.


No experimento 3, temos:
[tex3]\left[MgC\ell_2\right]=1,0 \times 10^{-2} \ mol/\ell[/tex3]
[tex3]\left[Na_2CO_3\right]=1,0 \times 10^{-3} \ mol/\ell[/tex3]

Ao misturarmos os dois, sais, o produto insolúvel será o [tex3]MgCO_3[/tex3]:
[tex3]Mg^{2+}{(aq)}+CO_{3(aq)}^{2-}\rightleftharpoons MgCO_{3(s)}[/tex3]
Para este sal, temos:
[tex3]kps=\left[Mg^{2-}_{(aq)}\right] \cdot \left[CO_{3(aq)}^{2-}\right][/tex3]
Como sua solubilidade é [tex3]1,0 \times 10^{-3} \ mol/\ell[/tex3]:
[tex3]kps=\left(1,0 \times 10^{-3}\right)^2=1,0 \times 10^{-6}[/tex3]


Para a solução nas concentrações dadas:
[tex3]\left[Mg^{2+}_{(aq)}\right]=1,0 \times 10^{-2} \ mol/\ell[/tex3]
[tex3]\left[CO_{3(aq)}^{2-}\right]=1,0 \times 10^{-3} \ mol/\ell[/tex3]

[tex3]Q=\left[Mg^{2-}_{(aq)}\right] \cdot \left[CO_{3(aq)}^{2-}\right][/tex3]
[tex3]Q=1,0 \times 10^{-2} \times 1,0 \times 10^{-3}=1,0 \times 10^{-5}[/tex3]

Como [tex3]Q>kps_{MgCO_3}[/tex3], o sal precipita.

No experimento 4, temos:
[tex3]\left[MgC\ell_2\right]=8,0 \times 10^{-4} \ mol/\ell[/tex3]
[tex3]\left[NaOH\right]=1,0 \times 10^{-4} \ mol/\ell[/tex3]

Ao misturarmos os dois, sais, o produto insolúvel será o [tex3]Mg(OH)_2[/tex3]:
[tex3]Mg^{2+}{(aq)}+2OH^{1-}_{(aq)}\rightleftharpoons Mg(OH)_2{(s)}[/tex3]
Para este sal, temos:
[tex3]kps=\left[Mg^{2-}_{(aq)}\right] \cdot \left[OH^{1-}_{(aq)}\right]^2[/tex3]
Como sua solubilidade é [tex3]5,0 \times 10^{-4} \ mol/\ell[/tex3]:
[tex3]kps=\left(4 \times 5 \times 10^{-4}\right)^2=4,0 \times 10^{-6}[/tex3]


Para a solução nas concentrações dadas:
[tex3]\left[Mg^{2+}_{(aq)}\right]=8,0 \times 10^{-4} \ mol/\ell[/tex3]
[tex3]\left[OH^{1-}_{(aq)}\right]=1,0 \times 10^{-4} \ mol/\ell[/tex3]

[tex3]Q=\left[Mg^{2-}_{(aq)}\right] \cdot \left[OH^{1-}_{(aq)}\right][/tex3]
[tex3]Q=8,0 \times 10^{-4} \times 1,0 \times 10^{-4}=8,0 \times 10^{-8}[/tex3]

Como [tex3]Q<kps_{Mg(OH)_2}[/tex3], o sal não precipita.

Espero ter ajudado!

[Sardinha]

Uma dúvida quanto aos cálculos do EXPERIMENTO 4:
O Kps não seria igual a [tex3]5.10^{-10}[/tex3], pois, sendo a solubilidade do Hidróxido de Magnésio igual a [tex3]5.10^{-4}[/tex3], teríamos:
[[tex3]Mg^{2+}[/tex3]] = [tex3]5.10^{-4}[/tex3] e [[tex3]OH^{1-}[/tex3]] = [tex3]2.(5.10^{-4})[/tex3], pois, de acordo com a equação (na mesma ordem em que o VALDECIRTOZZI colocou), a proporção é de 1 : 2 : 1 (isto é, [tex3]OH^{1-}[/tex3] em dobro).
Já no cálculo do "Q", não se deve considerar a proporção, certo? Por isso a concentração [[tex3]OH^{1-}[/tex3]] não está elevada ao quadrado?
Desde já, grato pela ajuda...

[LLA93]

Embora o tópico aparentemente esteja "fechado", tenho a mesma dúvida do amigo acima... Não entendi o processo de resolução do experimento 4. O faria da seguinte maneira: KPS = [1S].[2S]^2 = 4S³, onde S é o valor da solubilidade do sal, no caso 5x10^-4. Entretanto, o resultado final seria 5x10^-10 e não 4x10^-6. Ainda, no cálculo da solubilidade da mistura de sais, aparentemente foi esquecido o coeficiente da hidroxila, que acredito que deveria ter sua concentração elevada ao quadrado! Gostaria muito das explicações de em que parte, se for o caso, estou errando! Desde já, agradeço.