Calcule a solubilidade do oxalato de cálcio
em (a) água e (b) solução de ácido forte
, sabendo que o
e
.
Resposta: (a)
(b)
Resposta: (a)
Passo 1
O problema pede para calcular a solubilidade do oxalato de cálcio
em duas situações:
- em água pura;
- em solução ácida com
.
As informações dadas são:
Devemos fornecer a solubilidade
em mol·L
para cada caso.
Passo 2
Entendendo a dissolução e a definição de solubilidade: quando
se dissolve:
Se
for a solubilidade (mol·L
), então inicialmente, sem reações posteriores, teríamos
A constante de solubilidade (produto de solubilidade) é
Porém o oxalato
é a base da oxálica (ácido dicarboxílico) e sofre protonação em solução, formando
e
. Isso reduz a concentração de
livre e, portanto, aumenta
. Precisamos levar em conta as protonações para relacionar a fração de oxalato na forma
.
Passo 3
As reações ácido-base e suas constantes (definições):
No nosso caso identificamos
,
e
.
A partir de
podemos escrever:
A partir de
e substituindo essa expressão:
Passo 4
Agora escrevemos a conservação da quantidade total de oxalato dissolvido
(todo o óxalato vindo da dissolução do sal):
Substituindo as expressões obtidas em função de
e
:
A fração da quantidade total que está na forma
(ou seja
) é
Passo 5
Ligando isso ao
: como
é igual à solubilidade
(cada mol de sal libera 1 mol de Ca^{2+} e 1 mol de oxalato total),
Então
Isolando
:
Portanto, para cada condição de
calculamos
e usamos essa fórmula.
Passo 6
Cálculo numérico — (a) água pura.
Em água pura aproximamos
. Usamos os valores fornecidos:
Calculamos os termos:
Logo
Finalmente
Passo 7
Cálculo numérico — (b) solução com
.
Aqui
. Calculamos os termos:
Então
E a solubilidade:
(Arredondando de forma compatível com a resposta fornecida obtemos
, a pequena diferença vem de arredondamentos intermediários.)