17- Ocorre precipitação quando soluções a seguir são misturados?. Caso ocorra, escreva a equação química balanceada. (a) \mathrm{Na}_{2} \mathrm{CO}_{3} e \mathrm{AgNO}_{3}; (b) \mathrm{NaNO}_{3} e \mathrm{NiSO}_{4}; (c) \mathrm{FeSO}_{4} e \mathrm{Pb}\left(\mathrm{NO}_{3}\right)_{2}. 4.13, pág. 133.

Passo 1

O enunciado dá três misturas de soluções aquosas e pede: para cada mistura, dizer se ocorre precipitação. Se ocorrer, escrever a equação química balanceada. As misturas são:
  • (a) \mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3 + \mathrm{AgNO}_3
  • (b) \mathrm{NaNO}_3 + \mathrm{NiSO}_4
  • (c) \mathrm{FeSO}_4 + \mathrm{Pb}(\mathrm{NO}_3)_2
Informações relevantes que já temos do enunciado (implícitas):
  • Todas as substâncias são apresentadas como soluções (logo os sais estão em meio aquoso).
  • Precisamos prever os possíveis produtos da mistura e verificar se algum desses produtos é pouco solúvel (precipita).

Passo 2

Como proceder (estratégia que vou aplicar passo a passo — não se preocupe, eu explico tudo): ao misturar duas soluções iônicas, as espécies em solução são os íons formados pelos sais dissolvidos. Os cátions trocam de ânion (chamada reação de dupla troca). Então:
  • Escrevemos os possíveis produtos trocando os cátions entre si.
  • Verificamos a solubilidade dos produtos usando regras práticas de solubilidade.
  • Se um produto for insolúvel ou pouco solúvel, ele precipita e escrevemos a equação balanceada (molecular) e, se útil, a equação iônica líquida.
Vou explicar agora as regras de solubilidade que vou usar, de forma bem didática.

Passo 3

Regras de solubilidade importantes (versão enxuta e prática — memorize estas para a prova):
  1. Compostos contendo o ânion \mathrm{NO}_3^- (nitrato) são praticamente sempre solúveis. Ex.: \mathrm{AgNO}_3 é solúvel.
  2. Sais de metais alcalinos ( \mathrm{Na}^+, \mathrm{K}^+, etc.) e do íon \mathrm{NH}_4^+ são sempre solúveis. Ex.: \mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3 em água libera \mathrm{Na}^+.
  3. Carbonatos ( \mathrm{CO}_3^{2-}) e fosfatos geralmente são insolúveis, exceto quando combinados com metais alcalinos ( \mathrm{Na}^+, \mathrm{K}^+) ou \mathrm{NH}_4^+. Então \mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3 é solúvel, mas \mathrm{Ag}_2\mathrm{CO}_3 costuma ser insolúvel (precipita).
  4. Sulfatos ( \mathrm{SO}_4^{2-}) são geralmente solúveis, mas há exceções notáveis: \mathrm{BaSO}_4, \mathrm{PbSO}_4 e, em menor grau, \mathrm{CaSO}_4 e \mathrm{SrSO}_4 tendem a ser insolúveis. Assim \mathrm{PbSO}_4 é insolúvel e precipita.
  5. Prática: nitratos e sais de \mathrm{Na}^+ são sempre solúveis; procure carbonatos e sulfatos com cátions que são exceções (Ag ^+, Pb ^{2+}, Ba ^{2+}, etc.).
Exemplo rápido para fixar: mistura de \mathrm{NaCl} (solúvel) com \mathrm{AgNO}_3 (solúvel) gera \mathrm{AgCl} (insolúvel → precipita) + \mathrm{NaNO}_3 (solúvel).
Agora aplico essa lógica a cada item.

Passo 4

Item (a): \mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3 + \mathrm{AgNO}_3.
  1. Prever produtos (troca de cátions): cátions são \mathrm{Na}^+ e \mathrm{Ag}^+; ânions são \mathrm{CO}_3^{2-} e \mathrm{NO}_3^-. Os produtos ficam:
  • \mathrm{Ag}_2\mathrm{CO}_3 e \mathrm{NaNO}_3.
  1. Verificar solubilidade usando as regras:
  • \mathrm{NaNO}_3 contém \mathrm{Na}^+ e \mathrm{NO}_3^-: é solúvel (regra 1 e 2).
  • \mathrm{Ag}_2\mathrm{CO}_3: carbonato com \mathrm{Ag}^+ — carbonatos são geralmente insolúveis exceto com metais alcalinos; \mathrm{Ag}_2\mathrm{CO}_3 é pouco solúvel → precipita.
  1. Escrever a equação molecular e balancear:
    A troca estequiométrica exige 2 mols de \mathrm{AgNO}_3 para reagir com 1 mol de \mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3 (porque \mathrm{CO}_3^{2-} precisa de duas cargas \mathrm{Ag}^+). A equação balanceada (molecular) é:
\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3(aq) + 2\,\mathrm{AgNO}_3(aq) \rightarrow \mathrm{Ag}_2\mathrm{CO}_3(s) + 2\,\mathrm{NaNO}_3(aq)
  1. Equação iônica líquida (apenas as espécies que participam da formação do precipitado):
    Primeiro escrevemos as dissociações (apenas para espécies solúveis):
\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3(aq) \rightarrow 2\,\mathrm{Na}^+(aq) + \mathrm{CO}_3^{2-}(aq)
2\,\mathrm{AgNO}_3(aq) \rightarrow 2\,\mathrm{Ag}^+(aq) + 2\,\mathrm{NO}_3^-(aq)
Cortando os espectadores ( \mathrm{Na}^+ e \mathrm{NO}_3^-), a equação iônica líquida é:
\mathrm{CO}_3^{2-}(aq) + 2\,\mathrm{Ag}^+(aq) \rightarrow \mathrm{Ag}_2\mathrm{CO}_3(s)
Conclusão: ocorre precipitação de \mathrm{Ag}_2\mathrm{CO}_3.

Passo 5

Item (b): \mathrm{NaNO}_3 + \mathrm{NiSO}_4.
  1. Prever produtos trocando cátions: \mathrm{Na}^+ trocará com \mathrm{Ni}^{2+}, formando \mathrm{Na}_2\mathrm{SO}_4 e \mathrm{Ni}(\mathrm{NO}_3)_2.
  2. Verificar solubilidade:
  • \mathrm{Na}_2\mathrm{SO}_4 contém \mathrm{Na}^+ → sempre solúvel.
  • \mathrm{Ni}(\mathrm{NO}_3)_2 contém \mathrm{NO}_3^- → nitratos são solúveis.
    Portanto ambos os produtos são solúveis em água.
  1. Conclusão: não ocorre precipitação — todas as espécies permanecem em solução como íons ( \mathrm{Na}^+, \mathrm{NO}_3^-, \mathrm{Ni}^{2+}, \mathrm{SO}_4^{2-}).
Se quisermos escrever a reação molecular, ela é:
\mathrm{NaNO}_3(aq) + \mathrm{NiSO}_4(aq) \rightarrow \mathrm{Na}_2\mathrm{SO}_4(aq) + \mathrm{Ni}(\mathrm{NO}_3)_2(aq)
Mas essa “equação” descreve apenas a mistura de íons em solução; não há precipitado nem mudança de fase.

Passo 6

Item (c): \mathrm{FeSO}_4 + \mathrm{Pb}(\mathrm{NO}_3)_2.
  1. Prever produtos: cátions \mathrm{Fe}^{2+} e \mathrm{Pb}^{2+}; ânions \mathrm{SO}_4^{2-} e \mathrm{NO}_3^-. Produtos possíveis: \mathrm{PbSO}_4 e \mathrm{Fe}(\mathrm{NO}_3)_2.
  2. Verificar solubilidade:
  • \mathrm{Fe}(\mathrm{NO}_3)_2 é um nitrato → solúvel.
  • \mathrm{PbSO}_4 é um sulfato de chumbo. Pelas regras, \mathrm{PbSO}_4 é pouco solúvel (exceção dos sulfatos) → precipita.
  1. Equação molecular balanceada:
    Como ambos os cátions têm carga 2+ e o sulfato é 2-, a reação fica com coeficiente 1:1:
\mathrm{FeSO}_4(aq) + \mathrm{Pb}(\mathrm{NO}_3)_2(aq) \rightarrow \mathrm{PbSO}_4(s) + \mathrm{Fe}(\mathrm{NO}_3)_2(aq)
  1. Equação iônica líquida (após dissociação de sais solúveis e cancelamento de íons espectadores \mathrm{NO}_3^- e \mathrm{Fe}^{2+} ou dependendo de como se escreva):
    Dissociações:
\mathrm{FeSO}_4(aq) \rightarrow \mathrm{Fe}^{2+}(aq) + \mathrm{SO}_4^{2-}(aq)
\mathrm{Pb}(\mathrm{NO}_3)_2(aq) \rightarrow \mathrm{Pb}^{2+}(aq) + 2\,\mathrm{NO}_3^-(aq)
Iônica líquida mostrando a formação do precipitado:
\mathrm{Pb}^{2+}(aq) + \mathrm{SO}_4^{2-}(aq) \rightarrow \mathrm{PbSO}_4(s)
Conclusão: ocorre precipitação de \mathrm{PbSO}_4.

Passo 7

Resumo rápido e recado amigo: as regras de solubilidade são o que salvam tempo na prova — decore as regras essenciais (nitratos solúveis, sais de Na ^+/K ^+ solúveis, carbonatos geralmente insolúveis exceto com alcalinos, sulfatos geralmente solúveis exceto com Pb ^{2+}, Ba ^{2+}, etc.). Se você trocar íons, escrever os produtos e aplicar essas regras, resolve a grande maioria das questões de precipitação. Você tá indo bem — respira e resolve um por vez, como fizemos aqui.

Resposta

(a) \mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3(aq) + 2\,\mathrm{AgNO}_3(aq) \rightarrow \mathrm{Ag}_2\mathrm{CO}_3(s) + 2\,\mathrm{NaNO}_3(aq)
(b) Não ocorre precipitação.
(c) \mathrm{FeSO}_4(aq) + \mathrm{Pb}(\mathrm{NO}_3)_2(aq) \rightarrow \mathrm{PbSO}_4(s) + \mathrm{Fe}(\mathrm{NO}_3)_2(aq)

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