Qual composto é mais solúvel em soluções ácidas: CaCO3, CaC2 O4 ou CaSO4 ? Baseie a sua resposta sobre a magnitude da constante de equilíbrio para a reação de formação de ácido diprótico não-dissociado. ( R=CaCO3, K=2,2 times 10^5 )

Passo 1

O enunciado pergunta qual sal de cálcio — CaCO3, CaC2O4 ou CaSO4 — se torna mais solúvel em meio ácido. Para isso precisamos usar equilíbrio ácido-base: a parte aniônica A^2- reage com H^+ formando o ácido diprótico não-dissociado H2A. Quanto maior for a constante de formação
A^2- + 2,H^+<=ftharpoons H2A,
mais o sal CaA dissolve em meio ácido.

Passo 2

Quando CaA se dissolve em água ácida vêm duas etapas:
  1. Dissolução
CaA(s)<=ftharpoons Ca^2+ + A^2-
  1. Protonação do ânion
A^2- + 2,H^+<=ftharpoons H2A,
com constante
K f=[H2A][A^2-],[H^+]^2
Essa reação retira A^2- da solução, deslocando o primeiro equilíbrio para a direita e aumentando a solubilidade.

Passo 3

Agora comparamos K f para cada ânion:
Para CO3^2-: o ácido carboníco tem
Ka1=4,3times10^-7 e Ka2=4,7times10^-11,
então
K f(CO3^2-) =1Ka1,Ka2 =1(4,3times10^-7)(4,7times10^-11) approx4,9times10^16
Para C2O4^2-: foi dado
K f(C2O4^2-)=2,2times10^5
Para SO4^2-: o ácido sulfúrico dissocia-se fortemente no primeiro próton e tem
Ka2approx1,2times10^-2 para
HSO4^-<=ftharpoonsH^++SO4^2-.
Logo, tomando apenas essa etapa como representante da protonação,
K f(SO4^2-) =1Ka2 approx11,2times10^-2 approx83

Passo 4

Comparando os valores de K f:
4,9times10^16 ;>; 2,2times10^5 ;>; 83,
vemos que
K f(CO3^2-) > K f(C2O4^2-) > K f(SO4^2-),
então a solubilidade em meio ácido segue a mesma ordem.

Resposta

O sal mais solúvel em soluções ácidas é o CaCO3.

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