16- Usando as regras de solubilidade, diga se cada um dos seguintes compostos é solúvel ou insolúvel em água: (a) \mathrm{NiCl}_{2}; (b) \mathrm{Ag}_{2} \mathrm{~S}; (c) \mathrm{Cs}_{3} \mathrm{PO}_{4}; (d) \mathrm{SrCO}_{3} ;(\mathrm{e})\left(\mathrm{NH}_{4}\right)_{2} \mathrm{SO}_{4} .4 .11, pág. 133.

Passo 1

O enunciado pede: usando regras de solubilidade, dizer se cada composto é solúvel ou insolúvel em água. Os compostos fornecidos são:
(a) \mathrm{NiCl}_2
(b) \mathrm{Ag}_2\mathrm{S}
(c) \mathrm{Cs}_3\mathrm{PO}_4
(d) \mathrm{SrCO}_3
(e) (\mathrm{NH}_4)_2\mathrm{SO}_4
Informações relevantes dadas: os compostos acima (fórmulas químicas). A tarefa é classificar cada um como solúvel ou insolúvel em água, justificando com regras de solubilidade.

Passo 2

O que significa “solúvel” aqui? Solúvel = o sal se dissocia apreciavelmente em água em íons; insolúvel = praticamente não se dissocia (permanece como sólido ou tem solubilidade muito baixa). Agora vou listar as regras de solubilidade mais usadas (pequena “cola” que cai sempre em prova). Vou explicar cada regra de forma simples e com exemplos; tudo o que for fórmula/íon vai em TeX.
Regras principais (versão curta, prática):
  1. Sais contendo nitrato: \mathrm{NO}_3^- são sempre solúveis. Ex.: \mathrm{KNO}_3 solúvel.
  2. Sais dos metais alcalinos (grupo 1: \mathrm{Li}^+, \mathrm{Na}^+, \mathrm{K}^+, \mathrm{Rb}^+, \mathrm{Cs}^+) e do íon amônio \mathrm{NH}_4^+ são sempre solúveis. Ex.: \mathrm{NaCl}, (\mathrm{NH}_4)\mathrm{Cl}.
  3. Haletos ( \mathrm{Cl}^-, \mathrm{Br}^-, \mathrm{I}^-) são geralmente solúveis, exceto quando combinados com \mathrm{Ag}^+, \mathrm{Pb}^{2+}, \mathrm{Hg}_2^{2+} (esses formam haletos insolúveis). Ex.: \mathrm{AgCl} insolúvel, \mathrm{KCl} solúvel.
  4. Sulfatos ( \mathrm{SO}_4^{2-}) são geralmente solúveis, com exceções importantes: \mathrm{BaSO}_4, \mathrm{SrSO}_4, \mathrm{PbSO}_4 (insolúveis) e \mathrm{CaSO}_4 é pouco solúvel.
  5. Carbonatos ( \mathrm{CO}_3^{2-}), fosfatos ( \mathrm{PO}_4^{3-}), sulfetos ( \mathrm{S}^{2-}) e hidróxidos ( \mathrm{OH}^-) são geralmente insolúveis, salvo quando combinados com metais alcalinos (grupo 1) ou \mathrm{NH}_4^+. Ex.: \mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3 solúvel, \mathrm{CaCO}_3 insolúvel.
  6. Hidróxidos: geralmente insolúveis, mas hidróxidos de metais alcalinos são solúveis; hidróxidos de alguns alcalino-terrosos ( \mathrm{Ba(OH)}_2, \mathrm{Sr(OH)}_2) são mais solúveis que os demais, mas ainda têm comportamento particular.
Essas regras servem para classificar qualitativamente se um sal é solúvel ou insolúvel sem calcular Ksp.

Passo 3

Aplicando as regras ao item (a) \mathrm{NiCl}_2.
Raciocínio passo a passo:
  • \mathrm{NiCl}_2 é um cloreto (contém \mathrm{Cl}^-). Pela regra 3, haletos (cloretos) são geralmente solúveis.
  • Há exceções para cloretos: \mathrm{Ag}^+, \mathrm{Pb}^{2+}, \mathrm{Hg}_2^{2+}. O cátion aqui é \mathrm{Ni}^{2+}, que não está na lista de exceções.
  • Portanto \mathrm{NiCl}_2 se dissolve bem em água, dissociando-se como:
\mathrm{NiCl}_2 (s) \rightarrow \mathrm{Ni}^{2+} (aq) + 2\,\mathrm{Cl}^- (aq).
Conclusão: \mathrm{NiCl}_2 é solúvel.

Passo 4

Aplicando as regras ao item (b) \mathrm{Ag}_2\mathrm{S}.
Raciocínio passo a passo:
  • \mathrm{Ag}_2\mathrm{S} é um sulfeto (contém \mathrm{S}^{2-}). Pela regra 5, sulfetos são geralmente insolúveis, exceto quando combinados com metais alcalinos (grupo 1) ou \mathrm{NH}_4^+.
  • Aqui o cátion é \mathrm{Ag}^+, que não é um metal alcalino nem \mathrm{NH}_4^+. Além disso, \mathrm{Ag}_2\mathrm{S} é classicamente insolúvel (é o material preto que se forma como sulfeto de prata).
  • A reação de precipitação típica seria:
2\,\mathrm{Ag}^+ (aq) + \mathrm{S}^{2-} (aq) \rightarrow \mathrm{Ag}_2\mathrm{S} (s).
Conclusão: \mathrm{Ag}_2\mathrm{S} é insolúvel.

Passo 5

Aplicando as regras ao item (c) \mathrm{Cs}_3\mathrm{PO}_4.
Raciocínio passo a passo:
  • O cátion é \mathrm{Cs}^+ (césio), um metal alcalino (grupo 1). Pela regra 2, sais de metais alcalinos são sempre solúveis, independentemente do ânion.
  • Mesmo que fosfatos ( \mathrm{PO}_4^{3-}) sejam normalmente insolúveis (regra 5), a presença do cátion alcalino anula essa insolubilidade: os fosfatos dos metais alcalinos são solúveis.
  • Dissociação esperada:
\mathrm{Cs}_3\mathrm{PO}_4 (s) \rightarrow 3\,\mathrm{Cs}^+ (aq) + \mathrm{PO}_4^{3-} (aq).
Conclusão: \mathrm{Cs}_3\mathrm{PO}_4 é solúvel.

Passo 6

Aplicando as regras ao item (d) \mathrm{SrCO}_3.
Raciocínio passo a passo:
  • \mathrm{SrCO}_3 é um carbonato (contém \mathrm{CO}_3^{2-}). Pela regra 5, carbonatos são geralmente insolúveis, exceto os de metais alcalinos e de \mathrm{NH}_4^+.
  • O cátion aqui é \mathrm{Sr}^{2+} (estrôncio), que é um metal alcalino-terroso (grupo 2), não um metal alcalino do grupo 1. Logo não se enquadra nas exceções que tornam carbonatos solúveis.
  • Portanto \mathrm{SrCO}_3 é considerado insolúvel (na prática tem muito baixa solubilidade). A equação de precipitação/insolubilidade é:
\mathrm{SrCO}_3 (s) \rightleftharpoons \mathrm{Sr}^{2+} (aq) + \mathrm{CO}_3^{2-} (aq),
mas o equilíbrio fica fortemente deslocado para o sólido (pouca dissociação).
Conclusão: \mathrm{SrCO}_3 é insolúvel.

Passo 7

Aplicando as regras ao item (e) (\mathrm{NH}_4)_2\mathrm{SO}_4.
Raciocínio passo a passo:
  • O cátion é \mathrm{NH}_4^+ (amônio). Pela regra 2, sais com \mathrm{NH}_4^+ são sempre solúveis.
  • Além disso, sulfatos ( \mathrm{SO}_4^{2-}) são geralmente solúveis (regra 4). Mesmo com as exceções ( \mathrm{Ba}^{2+}, \mathrm{Sr}^{2+}, \mathrm{Pb}^{2+} ), aqui o cátion é \mathrm{NH}_4^+, que garante solubilidade.
  • Dissociação esperada:
(\mathrm{NH}_4)_2\mathrm{SO}_4 (s) \rightarrow 2\,\mathrm{NH}_4^+ (aq) + \mathrm{SO}_4^{2-} (aq).
Conclusão: (\mathrm{NH}_4)_2\mathrm{SO}_4 é solúvel.

Passo 8

Dicas rápidas para prova (amigo que te anima):
  • Decore as regras curtas: “nitratos, alcalinos, amônio = sempre solúveis”. Isso resolve muita questão rápido.
  • Lembre-se das exceções para haletos ( \mathrm{Ag}^+, \mathrm{Pb}^{2+}, \mathrm{Hg}_2^{2+}) e para sulfatos ( \mathrm{Ba}^{2+}, \mathrm{Sr}^{2+}, \mathrm{Pb}^{2+}, \mathrm{Ca}^{2+} problema).
  • Se a questão pedir quantitativamente a solubilidade, aí sim você usa K_{sp}, mas para classificação qualitativa as regras acima bastam. Você está indo bem — foco nas exceções que caem sempre em prova.

Resposta

(a) \mathrm{NiCl}_2: solúvel.
(b) \mathrm{Ag}_2\mathrm{S}: insolúvel.
(c) \mathrm{Cs}_3\mathrm{PO}_4: solúvel.
(d) \mathrm{SrCO}_3: insolúvel.
(e) (\mathrm{NH}_4)_2\mathrm{SO}_4: solúvel.

Exercícios relacionados