Cada um dos cinco procedimentos a seguir leva a formação de um precipitado. Escreva, para cada reação, as equações químicas que descrevem a formação do precipitado: a equação global, a equação iônica completa e equação iônica simplificada. Indique os íons espectadores.
\mathrm{FeCl}_{2(\mathrm{aq})} é misturado com \left(\mathrm{NH}_{4}\right)_{3} \mathrm{PO}_{4(\mathrm{aq})}

Passo 1

O enunciado pede que, ao misturar \mathrm{FeCl}_{2(aq)} com (\mathrm{NH}_4)_3\mathrm{PO}_{4(aq)}, sejam escritas:
  • a equação global (molecular) balanceada;
  • a equação iônica completa (mostrando todos os íons em solução);
  • a equação iônica simplificada (net ionic), com indicação dos íons espectadores.
Informações fornecidas pelo enunciado:
  • Reagentes solúveis em água: \mathrm{FeCl}_{2(aq)} e (\mathrm{NH}_4)_3\mathrm{PO}_{4(aq)}.
  • Ao misturar forma-se um precipitado (ou seja, algum produto é insolúvel e sai da solução como sólido).

Passo 2

Identificar os íons presentes na mistura antes da reação:
  • \mathrm{FeCl}_2 em solução fornece os íons \mathrm{Fe}^{2+} e \mathrm{Cl}^-.
  • (\mathrm{NH}_4)_3\mathrm{PO}_4 em solução fornece os íons \mathrm{NH}_4^+ e \mathrm{PO}_4^{3-}.
Esses são os íons que podem recombinar (troca iônica): \mathrm{Fe}^{2+} pode combinar com \mathrm{PO}_4^{3-}, e \mathrm{NH}_4^+ pode combinar com \mathrm{Cl}^-.
Aplicando regras de solubilidade (explicação didática e prática):
  • Sais de amônio ( \mathrm{NH}_4^+) são sempre solúveis em água — portanto \mathrm{NH_4Cl} é solúvel.
  • Cloretos ( \mathrm{Cl}^-) são em geral solúveis, exceto com alguns cátions (Ag ^+, Pb ^{2+}, Hg _2^{2+}), none of which aparecem aqui — logo \mathrm{NH_4Cl} permanece em solução.
  • Fosfatos ( \mathrm{PO}_4^{3-}) em geral são insolúveis, exceto quando combinados com cátions de metais alcalinos (grupo 1) ou amônio. Aqui o cátion é \mathrm{Fe}^{2+}, que não é alcalino nem amônio — por isso o fosfato de ferro(II) tende a ser insolúvel e precipita como \mathrm{Fe_3(PO_4)_2(s)}.
Conclusão: o precipitado formado é \mathrm{Fe_3(PO_4)_2(s)}; o outro par formado, \mathrm{NH_4Cl}, permanece solúvel.

Passo 3

Montar a equação molecular (global) balanceada.
Para formar \mathrm{Fe_3(PO_4)_2} são necessários 3 cátions \mathrm{Fe}^{2+} e 2 ânions \mathrm{PO_4^{3-}}. Isso determina os coeficientes estequiométricos: usar 3 mol de \mathrm{FeCl_2} (fornece 3 Fe) e 2 mol de (\mathrm{NH_4})_3\mathrm{PO_4} (fornece 2 PO _4). Os íons \mathrm{NH_4^+} e \mathrm{Cl^-} combinam para dar 6 mol de \mathrm{NH_4Cl} dissolvidos.
A equação molecular balanceada é:
3\,\mathrm{FeCl_2}\,(aq) + 2\,(\mathrm{NH}_4)_3\mathrm{PO}_4\,(aq) \rightarrow \mathrm{Fe_3(PO_4)_2}\,(s) + 6\,\mathrm{NH_4Cl}\,(aq)

Passo 4

Escrever a equação iônica completa: separar todos os compostos solúveis em seus íons (os solutos fortes eletrolíticos). O precipitado é escrito como composto molecular (não se separa em íons).
A equação iônica completa é:
3\,\mathrm{Fe}^{2+}(aq) + 6\,\mathrm{Cl}^-(aq) + 6\,\mathrm{NH}_4^+(aq) + 2\,\mathrm{PO}_4^{3-}(aq) \rightarrow \mathrm{Fe_3(PO_4)_2}(s) + 6\,\mathrm{NH}_4^+(aq) + 6\,\mathrm{Cl}^-(aq)

Passo 5

Identificar e cancelar os íons espectadores: são aqueles que aparecem inalterados em ambos os lados da equação iônica completa. Observando a equação completa, \mathrm{NH}_4^+ e \mathrm{Cl}^- aparecem em ambos os lados com os mesmos coeficientes, portanto são íons espectadores.
Ao cancelar os espectadores, obtemos a equação iônica simplificada (net ionic), que mostra apenas as espécies que participam da formação do precipitado:
A equação iônica simplificada é:
3\,\mathrm{Fe}^{2+}(aq) + 2\,\mathrm{PO}_4^{3-}(aq) \rightarrow \mathrm{Fe_3(PO_4)_2}(s)
Observações finais rápidas (didática): sempre verifique conservação de massa e carga nas equações iônicas. Aqui, cargas: lado esquerdo total 3\times(+2)+2\times(-3)=+6-6=0, e o sólido é neutro — carga conservada. Átomos também balanceados (Fe:3, P:2, O:8).

Resposta

3\,\mathrm{FeCl_2}\,(aq) + 2\,(\mathrm{NH}_4)_3\mathrm{PO}_4\,(aq) \rightarrow \mathrm{Fe_3(PO_4)_2}\,(s) + 6\,\mathrm{NH_4Cl}\,(aq)
3\,\mathrm{Fe}^{2+}(aq) + 6\,\mathrm{Cl}^-(aq) + 6\,\mathrm{NH}_4^+(aq) + 2\,\mathrm{PO}_4^{3-}(aq) \rightarrow \mathrm{Fe_3(PO_4)_2}(s) + 6\,\mathrm{NH}_4^+(aq) + 6\,\mathrm{Cl}^-(aq)
3\,\mathrm{Fe}^{2+}(aq) + 2\,\mathrm{PO}_4^{3-}(aq) \rightarrow \mathrm{Fe_3(PO_4)_2}(s)
Íons espectadores: \mathrm{NH}_4^+,\\ \mathrm{Cl}^-

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