2- Após a Reação 1 verificou-se a formação de um precipitado. Que composto era esse? Por que o precipitado sumiu após a Reação 2?
Dica: Observe as reações envolvidas.
REAÇÃO 1: \mathrm{Na}_{2} \mathrm{CO}_{3(\text { aq })}+\mathrm{CaCl}_{2(\text { aq })} \rightarrow 2 \mathrm{NaCl}_{(\text {aq })}+\mathrm{CaCO}_{3(\text { s })}
REAÇÃO 2: 2 \mathrm{NaCl}_{(\mathrm{aq})}+\mathrm{CaCO}_{3(\mathrm{~s})}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{SO}_{4(\mathrm{aq})} \rightarrow 2 \mathrm{NaCl}_{(\mathrm{aq})}+\mathrm{CaSO}_{4(\mathrm{aq})}+\mathrm{CO}_{2(\mathrm{~g})}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{l})}

Passo 1

O enunciado pede duas coisas: (1) identificar qual composto se formou como precipitado após a Reação 1; (2) explicar por que esse precipitado desapareceu após a Reação 2. As informações fornecidas são as duas reações completas (peguei as equações do enunciado):
\text{REAÇÃO 1:}\quad \mathrm{Na_{2}CO_{3\,(aq)} + CaCl_{2\,(aq)} \rightarrow 2\,NaCl_{(aq)} + CaCO_{3\,(s)}}ÇÃ
\text{REAÇÃO 2:}\quad \mathrm{2\,NaCl_{(aq)} + CaCO_{3\,(s)} + H_{2}SO_{4\,(aq)} \rightarrow 2\,NaCl_{(aq)} + CaSO_{4\,(aq)} + CO_{2\,(g)} + H_{2}O_{(l)}}ÇÃ

Passo 2

Identificar o precipitado formado na Reação 1, usando a equação dada. A própria equação já indica a fase do produto: aparece \mathrm{CaCO_{3\,(s)}}. Então o precipitado é \mathrm{CaCO_{3}} (carbonato de cálcio).
Explicação didática do porquê isso acontece (regra de solubilidade e conceito de precipitação):
  • Regra prática: carbonatos ( \mathrm{CO_{3}^{2-}}) costumam ser insolúveis em água, exceto quando combinados com cátions alcalinos (como \mathrm{Na^{+}}) ou \mathrm{NH_{4}^{+}}.
  • Na mistura das soluções de \mathrm{Na_{2}CO_{3}} e \mathrm{CaCl_{2}} há os íons presentes: \mathrm{Na^{+}},\\ \mathrm{CO_{3}^{2-}},\\ \mathrm{Ca^{2+}},\\ \mathrm{Cl^{-}}. Quando \mathrm{Ca^{2+}} encontra \mathrm{CO_{3}^{2-}}, formam \mathrm{CaCO_{3}}, que é pouco solúvel e sai da solução como sólido — é o precipitado visível.
  • Podemos escrever a equação iônica que descreve o passo essencial (net ionic):
\mathrm{Ca^{2+}_{(aq)} + CO_{3}^{2-}_{(aq)} \rightarrow CaCO_{3\,(s)}}

Passo 3

Analisar a Reação 2 e entender por que o precipitado some. Observando a equação, há adição de ácido sulfúrico \mathrm{H_{2}SO_{4}} à mistura que contém \mathrm{CaCO_{3\,(s)}}. O comportamento químico-chave é que o carbonato reage com ácidos liberando dióxido de carbono. Mostro os passos iônicos e conceituais:
Reação ácido-base entre o íon carbonato e prótons:
\mathrm{CO_{3}^{2-}_{(aq)} + 2\,H^{+}_{(aq)} \rightarrow H_{2}CO_{3\,(aq)}}
Abaixo, a \mathrm{H_{2}CO_{3}} formada é instável e rapidamente se decompõe em dióxido de carbono gasoso e água:
\mathrm{H_{2}CO_{3\,(aq)} \rightarrow CO_{2\,(g)} + H_{2}O_{(l)}}
Somando essas duas etapas (ou escrevendo a reação direta do sólido com o ácido) obtemos a reação química responsável pelo desaparecimento do sólido:
\mathrm{CaCO_{3\,(s)} + 2\,H^{+}_{(aq)} \rightarrow Ca^{2+}_{(aq)} + CO_{2\,(g)} + H_{2}O_{(l)}}
No caso com \mathrm{H_{2}SO_{4}}, os \mathrm{H^{+}} vêm do ácido e os \mathrm{SO_{4}^{2-}} ficam no meio; o cálcio gerado pode aparecer combinado com sulfato:
\mathrm{Ca^{2+}_{(aq)} + SO_{4}^{2-}_{(aq)} \rightarrow CaSO_{4\,(aq\\ or\\ s)}}
Mas o ponto central é: o sólido \mathrm{CaCO_{3}} é consumido pela reação com ácido e convertido em \mathrm{CO_{2}} (gás) e \mathrm{Ca^{2+}} em solução. Como o carbonato sólido é transformado numa espécie gasosa ( \mathrm{CO_{2}}) e em íons solúveis, o precipitado visível some.

Passo 4

Intuição experimental e dica de prova (resumo prático):
  • Sempre que acrescentar um ácido a um carbonato sólido, espere efervescência (bolhas) de \mathrm{CO_{2}} e consumo do sólido: é a evidência prática de que o precipitado está sendo consumido.
  • Em termos de equilíbrio, a formação de \mathrm{CO_{2}} gasoso remove o carbonato do sistema (produto sai como gás), empurrando a reação para a direita — por isso o sólido desaparece completamente.
  • Sobre \mathrm{CaSO_{4}}: a equação fornecida coloca \mathrm{CaSO_{4}} como (aq). Na prática, \mathrm{CaSO_{4}} tem solubilidade limitada (pode ser pouco solúvel), mas o fenômeno que explica o sumiço é sobretudo a reação ácido-carbonato que produz \mathrm{CO_{2}}. Mesmo que um sal de cálcio novo se formasse, o precipitado original \mathrm{CaCO_{3}} foi consumido.

Resposta

O precipitado formado na Reação 1 foi \mathrm{CaCO_{3}} (carbonato de cálcio).
O precipitado desapareceu na Reação 2 porque o \mathrm{CaCO_{3}} sólido reagiu com os prótons do \mathrm{H_{2}SO_{4}}, sendo convertido em \mathrm{CO_{2}} gasoso e \mathrm{Ca^{2+}} em solução ( \mathrm{CaCO_{3\,(s)} + 2H^{+} \rightarrow Ca^{2+} + CO_{2\,(g)} + H_{2}O}), ou seja, o carbonato foi consumido e saiu da fase sólida.

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