A amostra de água do mar contém, entre outros solutos, as seguintes concentrações de cátions solúveis:
de
(aq) e
de
(aq).
a) Determine a ordem em que cada íon precipita com a adição progressiva de NaOH sólido. Dê a concentração molar de
quando a precipitação de cada um deles começar. Suponha que não há mudança de volume com a adição de NaOH e que a temperatura é
.
b) Se o primeiro composto a precipitar for
, calcule a concentração de íons
que permanecem em solução quando o segundo íon precipita.
a) Determine a ordem em que cada íon precipita com a adição progressiva de NaOH sólido. Dê a concentração molar de
b) Se o primeiro composto a precipitar for
Passo 1
O enunciado dá uma amostra de água do mar com
e
. Ao adicionar
sólido, os hidróxidos
e
vão precipitar quando a condição de solubilidade for ultrapassada. Para cada cátion, vamos usar o produto de solubilidade,
, e a expressão de equilíbrio
para achar a concentração de
que inicia o precipitado e, comparando tais valores, determinar a ordem de precipitação.
Passo 2
Para
temos
. No ponto de início de precipitação,
Substituindo
,
logo
Passo 3
Para
temos
. Analogamente,
com
,
logo
Passo 4
Comparando os dois valores de
:
- Para
: . - Para
: .
Como a precipitação ocorre primeiro com menor, o hidróxido de magnésio sai do enxofre antes do de cálcio.
Passo 5
Para a parte b, o primeiro composto a precipitar é
; isso corresponde a
. Quando o segundo cátion
começa a precipitar, a
é
. Nesse ponto, o
ainda está em equilíbrio, então
Passo 6
Calculando numericamente,
Resposta
a) O
precipita primeiro, em
, e o
precipita depois, em
.
b) A concentração de em solução quando começa a precipitar
é
.
b) A concentração de