Classifique os seguintes compostos iônicos como solúveis ou insolúveis em água:
Sulfato de chumbo \left(\mathrm{PbSO}_{4}\right).

Passo 1

O enunciado pede para classificar o composto \mathrm{PbSO_{4}} (sulfato de chumbo(II)) como solúvel ou insolúvel em água. Informação dada: a fórmula química do sal é \mathrm{PbSO_{4}}. A pergunta é direta: dizer se ele se dissolverá bem em água (solúvel) ou se praticamente não se dissolve (insolúvel / pouco solúvel).

Passo 2

Regra geral importante (explicada com calma): sais que contêm o ânion sulfato \mathrm{SO_{4}^{2-}} costumam ser solúveis em água. Em linguagem de prova: “sulfatos são, em geral, solúveis.” Isso significa que, para muitos cátions (por exemplo, \mathrm{Na^{+}}, \mathrm{K^{+}}, \mathrm{NH_{4}^{+}}), o sal \mathrm{SO_{4}^{2-}} forma se dissolve bem.
Exceções que você tem que decorar (elas caem direto em prova): apesar da regra geral, existem cátions que formam sulfatos pouco solúveis. As exceções comuns são sais de sulfato com \mathrm{Ba^{2+}}, \mathrm{Sr^{2+}}, \mathrm{Ca^{2+}} (estes três são moderadamente insolúveis), e também com \mathrm{Pb^{2+}}, \mathrm{Ag^{+}} e \mathrm{Hg_{2}^{2+}}. Ou seja, quando o cátion for \mathrm{Pb^{2+}} (como no sulfato de chumbo), a regra geral falha: o sal tende a ser pouco solúvel.

Passo 3

Por que isso é chamado de “insolúvel” na prática? Vamos ver a ideia física-química por trás, passo a passo, mas sem complicar demais. A dissociação do sólido em água é a reação de equilíbrio
\mathrm{PbSO_{4}(s) \rightleftharpoons Pb^{2+}(aq) + SO_{4}^{2-}(aq)}.
Definindo a solubilidade molar como S (mol·L^{-1}) no equilíbrio, em água pura teremos
[\mathrm{Pb^{2+}}]=S,\qquad [\mathrm{SO_{4}^{2-}}]=S.
A constante de solubilidade (produto de solubilidade) é
K_{sp}=[\mathrm{Pb^{2+}}][\mathrm{SO_{4}^{2-}}]=S^{2}.
Se K_{sp} é numericamente pequeno, então S é pequeno (porque S=\sqrt{K_{sp}}), o que significa que o sal se dissolve muito pouco — isto é, é considerado insolúvel ou pouco solúvel em contexto de exercícios.

Passo 4

Aplicando a regra de exceções ao nosso composto: \mathrm{PbSO_{4}} tem o cátion \mathrm{Pb^{2+}}, que está na lista de exceções para sulfatos. Portanto espera-se que \mathrm{PbSO_{4}} tenha um K_{sp} pequeno e, na prática, seja pouco solúvel em água (muitas tabelas de solubilidade o listam como “insolúvel” ou “praticamente insolúvel”, isto é, apenas uma pequena fração se dissolve).
Interpretação prática para a prova: ao classificar rapidamente em lista de solubilidade — escreva “sulfatos: solúveis, exceto com \mathrm{Ba^{2+}}, \mathrm{Sr^{2+}}, \mathrm{Ca^{2+}}, \mathrm{Pb^{2+}}, \mathrm{Ag^{+}}, \mathrm{Hg_{2}^{2+}}” — e então conclua que \mathrm{PbSO_{4}} é insolúvel (ou pouco solúvel). Se quiser justificar com equilíbrio, use a expressão do K_{sp} e diga que é pequeno, logo S é pequeno.

Resposta

Insolúvel (praticamente pouco solúvel) em água.

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